CN203135864U - 一种内外置有源天线自动切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内外置有源天线自动切换电路，包括自动切换电路及射频开关；所述射频开关设有内置有源天线输入端口、外置有源天线输入端口、信号输出端口、控制端口、接地端口及电源端口；所述射频开关通过外置有源天线输入端口及信号输出端口与所述自动切换电路电连接。采用本实用新型，在内外置有源天线自动切换电路中设置高隔离度的射频开关，使射频开关在自动切换电路的控制下，实现内外置有源天线的射频信号连接至主板的自动切换，有效解决外置有源天线接口对内置有源天线信号的干扰，提高外置有源天线接口与内置有源天线接口之间的隔离度。

Description

一种内外置有源天线自动切换电路

技术领域

本实用新型涉及一种切换电路，尤其涉及一种内外置有源天线自动切换电路。

背景技术

从放置方式上区分，卫星导航终端的有源天线可分为内置有源天线和外置有源天线。一般情况下，卫星导航终端默认使用内置有源天线，当内置有源天线的信号不好时，可以***外置有源天线，并自动切换至外置有源天线工作状态。即：当没接外置有源天线时，内置有源天线能正常工作，主板接收内置有源天线的射频信号；当插上外置有源天线时，内置有源天线自动停止工作，主板接收外置有源天线的射频信号；若拔掉外置有源天线，内置有源天线又重新开始工作。

目前，如图1所示，卫星导航终端的内外置有源天线的自动切换是通过在低噪声放大电路中设计一个内外置有源天线自动切换电路实现的，自动切换电路中的内外置有源天线的射频输出直接通过微带线连接至主板的射频输入端口。当没接外置天线时，主板为内置有源天线的低噪放大电路提供3V的直流电源，使内置有源天线能正常工作，并接收其射频信号；当插上外置有源天线时，主板为外置有源天线提供3V的直流电源，使外置有源天线工作并接收其射频信号，同时切断了主板与内置有源天线的低噪放大电路的电源连接，使内置有源天线停止工作。但是，由于内外置有源天线的接口之间隔离度太低，外置有源天线端口对内置有源天线的射频信号产生分流，导致连接外置有源天线的同轴线长度（L处）对内置有源天线至主板的射频信号传输过程有着严重的影响。当外置有源天线接口的连线长度不合适时，可能导致内置有源天线的射频信号不能正常传输至主板，接收机工作不稳定。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种内外置有源天线自动切换电路，在内外置有源天线自动切换电路中设置高隔离度的射频开关，实现内外置有源天线的射频信号连接至主板的自动切换，有效解决外置有源天线接口对内置有源天线信号的干扰，提高外置有源天线接口与内置有源天线接口之间的隔离度。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种内外置有源天线自动切换电路，包括自动切换电路及射频开关；所述射频开关设有内置有源天线输入端口、外置有源天线输入端口、信号输出端口、控制端口、接地端口及电源端口；所述射频开关通过外置有源天线输入端口及信号输出端口与所述自动切换电路电连接。

作为上述方案的改进，所述射频开关的信号输出端口通过第一电容与所述自动切换电路电连接。

作为上述方案的改进，所述自动切换电路包括第一PNP型三极管、第二PNP型三极管、第三PNP型三极管、NPN型三极管、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容及第六电容；所述第一PNP型三极管的基极通过第一电阻与NPN型三极管的集电极连接，所述第一PNP型三极管的发射极与第二PNP型三极管的发射极、第三电阻的一端、第四电阻的一端连接，所述第三PNP型三极管的基极与第二PNP型三极管的基极、第六电阻的一端连接，所述第三PNP型三极管的集电极与第二电阻的一端、第五电阻的一端连接，所述第三PNP型三极管的发射极与第三电阻的另一端、第一电感的一端、第二电容的一端连接，所述NPN型三极管的集电极与第二电阻的另一端连接，所述第一电感的另一端与第三电容的一端、第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端通过第六电容与射频开关的外置有源天线输入端口连接，所述第四电阻的另一端与第三电感的一端、第四电容的一端连接，所述第三电感的另一端与第四电感的一端、第五电容的一端连接，所述第四电感的另一端通过第一电容与射频开关的信号输出端口连接，所述第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、NPN型三极管的发射极分别接地。

作为上述方案的改进，所述第二电感与第六电容的连接处设有同轴线以连接外置有源天线。

作为上述方案的改进，所述射频开关的内置有源天线输入端口通过第七电容与内置有源天线的射频输出端口电连接；所述射频开关的外置有源天线输入端口通过第六电容、同轴线与外置有源天线的射频输出端口电连接；所述射频开关的信号输出端口通过第一电容与主板的射频输入端口电连接。

作为上述方案的改进，所述射频开关为单刀双掷射频电子开关。

实施本实用新型的有益效果在于：

当不连接外置有源天线时，在自动切换电路的控制下，主板为内置有源天线提供3V的直流电源，使内置有源天线正常工作。当连接外置有源天线接时，在自动切换电路的控制下，主板为内置有源天线提供0V的直流电源，使内置有源天线停止工作，从而实现从内置有源天线至外置有源天线的切换。

在内外置有源天线自动切换电路中设置高隔离度的射频开关，使射频开关的内置有源天线输入端口连接内置有源天线的射频输出端口、外置有源天线输入端口通过一段同轴线连接外置有源天线的射频输出端口、信号输出端口连接主板的射频输入端口、控制端口连接内置有源天线的低噪放大电路的直流电源， 从而提高了外置有源天线接口与内置有源天线接口之间的隔离度，可有效解决外置有源天线接口对内置有源天线信号的干扰，连接外置有源天线的同轴线的长度不再明显影响内置有源天线射频信号的传输。

附图说明

图1是现有的内外置有源天线自动切换电路；

图2是本实用新型一种内外置有源天线自动切换电路中射频开关的结构示意图；

图3是本实用新型一种内外置有源天线自动切换电路的电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图3所示，内外置有源天线自动切换电路包括自动切换电路及射频开关M。

如图2、图3所示，所述射频开关M设有内置有源天线输入端口9、外置有源天线输入端口12、信号输出端口3、控制端口2、接地端口及电源端口1。其中，内置有源天线输入端口9连接内置有源天线的射频输出端口，外置有源天线输入端口12连接外置有源天线的射频输出端口，信号输出端口3连接主板的射频输入端口，控制端2连接内置有源天线的低噪放大电路的直流电源，同时，所述射频开关M通过外置有源天线输入端口12及信号输出端口3与所述自动切换电路电连接。

需要说明的是，控制端口2的高低电平分别为3V和0V。

当外置有源天线输入端口12不连接外置有源天线时，在自动切换电路的控制下，主板为内置有源天线提供3V的直流电源，直流电源由控制端口2进入，控制端口2处于高电平，使射频开关M的内置有源天线输入端口9与信号输出端口3接通，内置有源天线的信号传输至主板，内置有源天线正常工作。

当外置有源天线输入端口12连接外置有源天线接时，在自动切换电路的控制下，主板为内置有源天线提供0V的直流电源，直流电源由控制端口2进入，控制端口2处于低电平，使射频开关M的外置有源天线输入端口12与信号输出端口3接通，外置有源天线的信号传输至主板，内置有源天线停止工作，从而实现从内置有源天线至外置有源天线的切换。

更佳地，所述射频开关的信号输出端口3通过第一电容C1与所述自动切换电路电连接。

如图2所示，所述自动切换电路包括第一PNP型三极管Q1、第二PNP型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、NPN型三极管Q4、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5及第六电容C6。

所述第一PNP型三极管Q1的基极通过第一电阻R1与NPN型三极管Q4的集电极连接，所述第一PNP型三极管Q1的发射极与第二PNP型三极管Q2的发射极、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端连接。

所述第三PNP型三极管Q3的基极与第二PNP型三极管Q2的基极、第六电阻R6的一端连接，所述第三PNP型三极管Q3的集电极与第二电阻R2的一端、第五电阻R5的一端连接，所述第三PNP型三极管Q3的发射极与第三电阻R3的另一端、第一电感L1的一端、第二电容C2的一端连接。

所述NPN型三极管Q4的集电极与第二电阻R2的另一端连接。

所述第一电感L1的另一端与第三电容C3的一端、第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端通过第六电容C6与射频开关的外置有源天线输入端口12连接。

所述第四电阻R4的另一端与第三电感L3的一端、第四电容C4的一端连接，所述第三电感L3的另一端与第四电感L4的一端、第五电容C5的一端连接，所述第四电感L4的另一端通过第一电容C1与射频开关的信号输出端口3连接。

所述第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、NPN型三极管Q4的发射极分别接地。

需要说明的是，当外置有源天线输入端口12不连接外置有源天线时，第一PNP型三极管Q1导通，主板为内置有源天线提供3V的直流电源，直流电源由控制端口2进入，控制端口2处于高电平，使射频开关M的内置有源天线输入端口9与信号输出端口3接通，内置有源天线的信号传输至主板，内置有源天线正常工作；当外置有源天线输入端口12连接外置有源天线接时，主板输出的电流流过第三电阻R3，导致A点的电势降低、电压减少，第三PNP型三极管Q3的发射极电压小于开启电压，集电极反向偏置，故第三PNP型三极管Q3截止，没有电流流过NPN型三极管Q4，继而NPN型三极管Q4、第一PNP型三极管Q1截止，此时控制端口2处为0V电压，低电平，不能为内置有源天线进行供电，内置有源天线停止工作，此时，射频开关M的外置有源天线输入端口12与信号输出端口3接通，外置有源天线的信号传输至主板，从而实现从内置有源天线至外置有源天线的切换。

更佳地，所述第二电感L2与第六电容C6的连接处设有同轴线以连接外置有源天线。

更佳地，所述射频开关M的内置有源天线输入端口9通过第七电容C7与内置有源天线的射频输出端口电连接，所述射频开关的外置有源天线输入端口通过第六电容、同轴线与外置有源天线的射频输出端口电连接，所述射频开关的信号输出端口通过第一电容与主板的射频输入端口电连接

更佳地，所述射频开关M为单刀双掷射频电子开关。优选地，所述单刀双掷射频电子开关由Mini-Circuits公司所制造，型号为VSWA2-63DR+。

需要说明的是，射频开关M可有效解决连接外置有源天线输入端口12的同轴线对内置有源天线信号的干扰，提高外置有源天线输入端口12与内置有源天线输入端口9之间的隔离度，控制内外置有源天线的射频信号与主板的连接，使同轴线的长度L不再明显影响内置有源天线至主板的射频信号传输。

需要说明的是，所述自动切换电路M通过第一PNP型三极管Q1的集电极与低噪放大电路的直流电源N电连接。

当外置有源天线输入端口12不连接外置有源天线时，第一PNP型三极管Q1导通，主板提供的电源由第一PNP型三极管Q1的集电极输出至低噪放大电路的直流电源N，经低噪放大电路的直流电源N处理后的3V直流电源由控制端口2进入射频开关M；当外置有源天线输入端口12连接外置有源天线接时，第一PNP型三极管Q1截止，主板提供的电源无法输出至低噪放大电路的直流电源N，使控制端口2处为0V电压。

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

对比例1：在频率为1238 MHz的情况下，采用图1所示的现有内外置有源天线自动切换电路，使连接外置有源天线的同轴线长度L分别为0 mm、5.3 mm、6.3 mm，测量内置有源天线的增益（dB）。

实施例1：在频率为1238 MHz的情况下，增加射频开关，采用图3所示的内外置有源天线自动切换电路，使连接外置有源天线的同轴线长度L分别为0 mm、5.3 mm、6.3 mm，测量内置有源天线的增益（dB）。

对比例2：在频率为1590 MHz的情况下，采用图1所示的现有内外置有源天线自动切换电路，使连接外置有源天线的同轴线长度L分别为0 mm、5.3 mm、6.3 mm，测量内置有源天线的增益（dB）。

实施例2：在频率为1590 MHz的情况下，增加射频开关，采用图3所示的内外置有源天线自动切换电路，使连接外置有源天线的同轴线长度L分别为0 mm、5.3 mm、6.3 mm，测量内置有源天线的增益（dB）。

对比例1、实施例1、对比例2及实施例2中内置有源天线的增益数据如表1所示。

从表1可见，若使用现有的内外置有源天线自动切换电路，连接外置有源天线的同轴线长度L对内置有源天线射频信号的增益有明显影响，可导致接收机工作不稳定；若在内外置有源天线自动切换电路中增加射频开关，当内置有源天线工作时，连接外置有源天线接口的同轴线的长度不再明显影响内置有源天线射频信号的传输，连接外置有源天线的同轴线长度L对内置有源天线的射频信号总增益的影响可以忽略不计，接收机工作稳定。

由上可知，当外置有源天线输入端口12不连接外置有源天线时，在自动切换电路的控制下，主板为内置有源天线提供3V的直流电源，直流电源由控制端口2进入，控制端口2处于高电平，使射频开关M的内置有源天线输入端口9与信号输出端口3接通，内置有源天线的信号传输至主板，内置有源天线正常工作；当外置有源天线输入端口12连接外置有源天线接时，在自动切换电路的控制下，主板为内置有源天线提供0V的直流电源，直流电源由控制端口2进入，控制端口2处于低电平，使射频开关M的外置有源天线输入端口12与信号输出端口3接通，外置有源天线的信号传输至主板，内置有源天线停止工作，从而实现从内置有源天线至外置有源天线的切换。可有效解决连接外置有源天线的同轴线长度L对内置有源天线信号的干扰，提高外置有源天线接口与内置有源天线接口之间的隔离度，保证连接外置有源天线的同轴线长度L对内置有源天线至主板的射频信号传输没有影响。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种内外置有源天线自动切换电路，其特征在于，包括自动切换电路及射频开关；

所述射频开关设有内置有源天线输入端口、外置有源天线输入端口、信号输出端口、控制端口、接地端口及电源端口；

所述射频开关通过外置有源天线输入端口及信号输出端口与所述自动切换电路电连接。

2.如权利要求1所述的内外置有源天线自动切换电路，其特征在于，所述射频开关的信号输出端口通过第一电容与所述自动切换电路电连接。

3.如权利要求2所述的内外置有源天线自动切换电路，其特征在于，所述自动切换电路包括第一PNP型三极管、第二PNP型三极管、第三PNP型三极管、NPN型三极管、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容及第六电容；

所述第一PNP型三极管的基极通过第一电阻与NPN型三极管的集电极连接，所述第一PNP型三极管的发射极与第二PNP型三极管的发射极、第三电阻的一端、第四电阻的一端连接，所述第三PNP型三极管的基极与第二PNP型三极管的基极、第六电阻的一端连接，所述第三PNP型三极管的集电极与第二电阻的一端、第五电阻的一端连接，所述第三PNP型三极管的发射极与第三电阻的另一端、第一电感的一端、第二电容的一端连接，所述NPN型三极管的集电极与第二电阻的另一端连接，所述第一电感的另一端与第三电容的一端、第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端通过第六电容与射频开关的外置有源天线输入端口连接，所述第四电阻的另一端与第三电感的一端、第四电容的一端连接，所述第三电感的另一端与第四电感的一端、第五电容的一端连接，所述第四电感的另一端通过第一电容与射频开关的信号输出端口连接，所述第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、NPN型三极管的发射极分别接地。

4.如权利要求3所述的内外置有源天线自动切换电路，其特征在于，所述第二电感与第六电容的连接处设有同轴线以连接外置有源天线。

5.如权利要求4所述的内外置有源天线自动切换电路，其特征在于，所述射频开关的内置有源天线输入端口通过第七电容与内置有源天线的射频输出端口电连接；

所述射频开关的外置有源天线输入端口通过第六电容、同轴线与外置有源天线的射频输出端口电连接；

所述射频开关的信号输出端口通过第一电容与主板的射频输入端口电连接。

6.如权利要求1所述的内外置有源天线自动切换电路，其特征在于，所述射频开关为单刀双掷射频电子开关。

Images