CN107786215A - 一种射频天线接口静电防护电路以及调试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种射频天线接口静电防护电路，包括：无线通信模块、射频天线接口、四分之一波长微带线以及阻抗匹配电容，所述射频天线接口，用于发送和接收无线信号；所述无线通信模块，通过射频主通路与所述射频天线接口连接，用于处理所述射频天线接口接收的无线信号，以及处理所述射频天线接口发送所需的无线信号；所述四分之一波长微带线，一端与所述射频主通路连接，一端与地连接，其长度为由所述射频主通路的中心工作频率确定的工作波长的四分之一，其阻抗与所述射频主通路阻抗相同；所述阻抗匹配电容，一端与所述四分之一波长微带线的接地端连接，一端直接接地。

Description

一种射频天线接口静电防护电路以及调试方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种射频天线接口静电防护电路以及调试方法。
背景技术
目前广泛使用的3G、4G无线通信行业终端，在例如车载应用的特定行业应用需求中，常使用金属杆状的车载鞭状天线，这样的车载天线直接裸露空气中，强静电、感应雷电等较强的浪涌冲击电流通过裸露的天线直接导入设备可能导致设备内部射频器件的损坏。该类行业应用终端，经常具有较高的发射功率，集成浪涌防护器件对浪涌冲击响应时间短，可很好的防护静电类浪涌冲击，但该类器件一般不能持续承受设备较大的发射功率；而可持续承受较大发射功率的浪涌防护器件一般不能很好的防护浪涌作用时间很短如静电类浪涌冲击。采用腔体滤波器也是天线口浪涌防护的有效方案，但腔体滤波器体积大，势必增加了无线设备的体积和重量。
发明内容
为了解决背景技术提出的问题，本发明提出一种射频天线接口静电防护电路，该电路包括：
无线通信模块、射频天线接口、四分之一波长微带线以及阻抗匹配电容，
所述射频天线接口，用于发送和接收无线信号；
所述无线通信模块，通过射频主通路与所述射频天线接口连接，用于处理所述射频天线接口接收的无线信号，以及处理所述射频天线接口发送所需的无线信号；
所述四分之一波长微带线，一端与所述射频主通路连接，一端与地连接，其长度为由所述射频主通路的中心工作频率确定的工作波长的四分之一，其阻抗与所述射频主通路阻抗相同；
所述阻抗匹配电容，一端与所述四分之一波长微带线的接地端连接，一端直接接地。
优选的，所述电路采用PCB制版工艺。进一步优选的，依据PCB制版工艺情况，所述四分之一波长微带线的长度可以是所述工作波长的四分之一的0.95～1.05倍。
本发明还提出一种射频天线接口静电防护电路的调试方法，包括：通过调节所述阻抗匹配电容的大小来降低所述四分之一波长微带线对所述射频主通路的射频功率损耗。进一步的，所述射频主通路一端接信号源，一端接频谱仪，通过所述频谱仪测试所述射频功率损耗。
本发明提供的射频天线接口静电防护电路，能够有效防护射频口因为裸露射频天线导入的浪涌电流造成的射频器件损坏，而且该电路体积小，重量轻，设计制造成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的射频天线接口静电防护电路示意图；
图2是本发明实施例的射频天线接口静电防护电路PCB制作示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的射频天线接口静电防护电路的结构如图1所示，包括：无线通信模块101、射频天线接口102、四分之一波长微带线103、阻抗匹配电容104。
无线通信模块101是一个能发射、接收无线信号的无线通信处理单元，通过射频主通路与射频天线接口102连接，负责处理射频天线接口102接收的无线信号和射频天线接口102发送所需的无线信号。
四分之一波长微带线103的一端与射频主通路连接，一端与地连接。设计四分之一波长线时，主要考虑以下几点：1，按照主射频通路的中心工作频率确定工作波长，而后以四分之一波长确定微带线长度；2，四分之一波长微带线的阻抗与主射频通路相同；3，为承受较大的浪涌电流，四分之一波长微带线应尽可能宽一些。
因制造工艺的原因，实际上四分之一波长微带线103的阻抗可能会在接地端未呈现无穷大，从而导致射频主通路信号衰减。为了实现四分之一波长微带线103的阻抗调节功能，本电路还在四分之一波长微带线103靠近地接口处布置几个阻抗匹配电容104，阻抗匹配电容104一端与四分之一波长微带线103连接，一端直接接地，这样就可以通过调节阻抗匹配电容104的大小，使得射频主通路的工作电磁波信号在四分之一波长微带线103的接地端为无穷大阻抗，从而尽可能的降低射频主通路的射频功率损耗。
在调节阻抗匹配电容104时，可以在原有射频主通路一端接信号源，一端接频谱仪，频谱仪用于测试射频主通路的功率损耗。调整阻抗匹配电容104使得射频主通路的工作电磁波信号在四分之一波长微带线104的接地端呈现无穷大阻抗，这样在频谱仪上测得的射频主通路信号功率损耗为最小值。
本实施例电路最好是直接利用PCB制版工艺制造，PCB设计制作电路图如图2所示，在无线通信模块与天线接口之间并接入四分之一波长微带线(依据PCB制版工艺情况，微带线长度可以是四分之一波长的0.95～1.05倍)，利用四分之一波长微带线实现对射频信号的隔离，由于该四分之一波长线线径宽且短，并且末端直接与地连接，当天线口有较强浪涌冲击时，该浪涌电流可通过四分之一波长线快速导入大地，实现对射频主通路器件的浪涌防护功能。对于工作频率比较高的无线通信，如1GHz的工作频率，四分之一波长微带线只有7.5cm，该四分之一波长微带线可以很方便的利用PCB微带线设计制造，体积非常小，制作生产成本很低。
与现有技术相比，实施本发明一种射频天线接口静电防护电路以及设计调试方法具有以下有益效果：该方法生产制造成本低，电路简单体积小巧，对原有电路损耗非常低且能有效的解决射频天线口浪涌防护问题。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分仍可采用其它替换方案执行：例如，在四分之一波长微带线末端，可以采用电感接地方式替换本实施例的四分之一波长微带线直接接地。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种射频天线接口静电防护电路，其特征在于，所述电路包括：
无线通信模块、射频天线接口、四分之一波长微带线以及阻抗匹配电容，
所述射频天线接口，用于发送和接收无线信号；
所述无线通信模块，通过射频主通路与所述射频天线接口连接，用于处理所述射频天线接口接收的无线信号，以及处理所述射频天线接口发送所需的无线信号；
所述四分之一波长微带线，一端与所述射频主通路连接，一端与地连接，其长度为由所述射频主通路的中心工作频率确定的工作波长的四分之一，其阻抗与所述射频主通路阻抗相同；
所述阻抗匹配电容，一端与所述四分之一波长微带线的接地端连接，一端直接接地。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：
所述电路采用PCB制版工艺。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于：
依据PCB制版工艺情况，所述四分之一波长微带线的长度是所述工作波长的四分之一的0.95～1.05倍。
4.一种权利要求1的射频天线接口静电防护电路的调试方法，其特征在于，所述方法包括：
通过调节所述阻抗匹配电容的大小来降低所述四分之一波长微带线对所述射频主通路的射频功率损耗。
5.根据权利要求4所述的调试方法，其特征在于：
所述射频主通路一端接信号源，一端接频谱仪，通过所述频谱仪测试所述射频功率损耗。
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