一种接收分集电路及通信设备的制作方法

1.本技术涉及电子技术领域，特别是涉及一种接收分集电路及通信设备。


背景技术：

2.集群系统是一种高效率、多功能、大容量的高级无线调度通信系统，是一种专用业务的无线调度系统与有线交换技术、计算机技术及大规模集成电路相结合的通信系统，集群系统中的接收分集电路对多路信号接收并分集。
3.由于集群系统中的接收分集电路的性能指标对整体性能有着重要的影响，接收分集电路的性能好坏直接影响到整个集群系统的性能优劣，决定集群系统的后级电路的指标上限，研制性能良好的接收分集电路是提高整个集群系统性能的必然要求。
4.现有的接收分集电路中采用sa616d中频处理芯片来实现多分集，该方案需要大量的外围辅助电路和芯片，成本高，占用大面积的印刷电路板(printed circuit board，pcb)的空间，需要使用叠层的pcb，整机一致性不好，且分集的灵敏度较低。


技术实现要素：

5.本技术提供一种接收分集电路及通信设备，能够实现信号的接收分集，且能够提高分集的灵敏度。
6.为了解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种接收分集电路，包括：多个前端电路，每路前端电路用于接收一路射频信号，并将射频信号转换为中频信号；多个中频处理电路，与多个前端电路一一对应连接，中频处理电路用于将对应的中频信号进行处理得到对应的调制信号及场强信号；控制电路，与多个中频处理电路连接，用于将多路的调制信号及场强信号进行加权处理得到接收信号，以实现信号的多路分集接收。
7.其中，接收分集电路还包括：屏蔽罩，罩设在多个前端电路及多个中频处理电路外，用于增加多个前端电路及多个中频处理电路的抗干扰能力。
8.其中，接收分集电路还包括：频率源，分别与多个中频处理电路连接，用于给多个中频处理电路分别提供外部频率信号。
9.其中，接收分集电路还包括：功分器，分别与频率源及多个中频处理电路连接，用于将外部频率信号分为多个频率子信号，并将多个频率子信号分别输出至多个中频处理电路。
10.其中，频率源包括：第一振荡电路，分别与多个中频处理电路连接，用于输出外部频率信号；锁相环，与第一振荡电路连接，用于接收并控制第一振荡电路的外部频率信号，并将控制后的外部频率信号反馈至第一振荡电路。
11.其中，中频处理电路包括：信号处理电路，与前端电路连接，用于将中频信号进行处理得到调制信号及场强信号；第二振荡电路，与信号处理电路连接，用于产生内部频率信号给信号处理电路。
12.其中，信号处理电路包括ad9864芯片。
13.其中，多个中频处理电路包括三个中频处理电路，多个前端电路包括三个前端电路。
14.其中，接收分集电路还包括：接收板，多个前端电路及多个中频处理电路设置在接收板上；控制板，控制电路设置在控制板上；第一端子，设置在接收板靠近控制板的一侧；第二端子，设置在控制板靠近接收板的一侧，且与第一端子连接，中频处理电路通过第一端子及第二端子与控制电路连接。
15.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种通信设备，该通信设备包括：上述任一项的接收分集电路。
16.与现有技术相比，本技术的有益效果为：本技术的接收分集电路包括多个前端电路、多个中频处理电路及控制电路。每路前端电路用于接收一路射频信号，并将射频信号转换为中频信号；多个中频处理电路，与多个前端电路一一对应连接，中频处理电路用于将对应的中频信号进行处理得到对应的调制信号及场强信号；控制电路，与多个中频处理电路连接，用于将多路的调制信号及场强信号进行加权处理得到接收信号，以实现信号的多路分集接收。通过上述方式，本技术利用多个中频处理电路能够对多路中频信号进行处理得到对应的调制信号及场强信号，无需其它外围芯片，电路结构简单，中频处理电路输出的调制信号线性准确度较高，能够提高分集的灵敏度。且利用控制电路将调制信号及场强信号进行加权处理，能够实现信号的接收分集。因此，本技术能够实现信号的接收分集，且能够提高分集的灵敏度。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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，其中：
18.图1是本技术接收分集电路一实施例的结构示意图；
19.图2是本技术接收分集电路另一实施例的结构示意图；
20.图3是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图；
21.图4是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图；
22.图5是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图；
23.图6是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图；
24.图7是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图；
25.图8是图1实施例中中频处理电路的具体电路结构示意图；
26.图9是图5实施例中接收分集电路的部分电路结构示意图；
27.图10是本技术通信设备一实施例的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本技术保护的范围。
29.为了解决上述技术问题，本技术首先提出一种接收分集电路，如图1所示，图1是本技术接收分集电路一实施例的结构示意图，本实施例的接收分集电路1包括多个前端电路10、多个中频处理电路20及控制电路30。每个前端电路10用于接收一路射频信号，并将射频信号转换为中频信号；多个中频处理电路20与多个前端电路10一一对应连接，中频处理电路20用于将对应的中频信号进行处理得到对应的调制信号及场强信号；控制电路30与多个中频处理电路20连接，用于将多路的调制信号及场强信号进行加权处理得到接收信号，以实现信号的多路分集接收。
30.通过上述方式，本实施例利用多个中频处理电路20能够对多路中频信号进行处理得到对应的调制信号及场强信号，无需其它外围芯片，电路结构简单，中频处理电路20输出的调制信号线性准确度较高，能够提高分集的灵敏度。且利用控制电路30将调制信号及场强信号进行加权处理，能够实现信号的接收分集。因此，本实施例能够实现信号的接收分集，且能够提高分集的灵敏度。
31.进一步地，每一个前端电路10接收一个对应的射频信号，并分别输出至对应的中频处理电路20，能够保证多个通路的一致性，且能够保证每个通路的独立运行。保证在任何一路或多路出现问题时都可以继续使用其它通路进行接收分集，提高接收分集电路1的可靠性。
32.可选地，如图1所示，接收分集电路1还包括屏蔽罩40。屏蔽罩40罩设在多个前端电路10及多个中频处理电路20外，用于增加多个前端电路10及多个中频处理电路20的抗干扰能力，以提高通信质量。
33.其中，屏蔽罩40罩设在多个前端电路10及多个中频处理电路20外，能够加强多个前端电路10及中频处理电路20与其他电路等之间的上位隔离，防止可能存在的干扰问题，提高接收分集电路1的通路间的抗干扰能力。且还可以增加铝壳盖板同时罩设在多个前端电路10及多个中频处理电路20外，屏蔽罩40与铝壳盖板对多个前端电路10及多个中频处理电路20进行双屏蔽，能够进一步提高接收分集电路1的抗干扰能力。
34.在其它实施例中，可以针对每一路前端电路及中频处理电路单独设置屏蔽罩，改善多路之间的信号串扰，能够保证每个通路的独立运行。
35.需要注意的是，下文中各个实施例也可以设置上述屏蔽罩。
36.可选地，如图2所示，图2是本技术接收分集电路另一实施例的结构示意图。本实施例中中频处理电路20包括信号处理电路201及第二振荡电路202。信号处理电路201与前端电路10连接，用于将中频信号进行处理得到调制信号及场强信号；第二振荡电路202与信号处理电路201连接，用于产生内部频率信号给信号处理电路201。
37.其中，调制信号包括同向正交(in-phase quadrature，iq)信号，iq信号是连续信号在二维直角坐标系中的映射，用于基带信号的转换和重建。第二振荡电路202接收信号处理电路201的控制电压cv，并基于控制电压cv进行振荡，产生内部频率信号，并将内部频率信号反馈至信号处理电路201，使信号处理电路201输出的调制信号及场强信号的频率稳定。
38.可选地，信号处理电路201包括ad9864芯片。
39.其中，ad9864芯片的高动态范围和带通σ-δ型转换器内在的抗混叠功能使该芯
片能处理比目标信号强度高95db的阻塞信号，能够降低中频滤波要求且支持不同通道带宽的多模无线电，使前端电路10具有最大的额定通道带宽。ad9864内部的∑
‑△
adc通过采样来降低噪声提高动态范围，提高ad9864芯片输出的iq信号的线性准确度，进而提高计算出的接收信号强度指示(received signal strength indicator，rssi)的准确度，也可以直接读取rssi，从而得到线性的场强值，可以更加准确的计算权重，进而达到更优的接收分集效果，能够提高分集的灵敏度，且能够使中频处理电路20相位同步。
40.可选地，如图3所示，图3是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图。本实施例中接收分集电路1还包括频率源50。频率源50分别与多个中频处理电路20连接，用于给多个中频处理电路20分别提供外部频率信号。
41.其中，频率源50还可以与控制电路30连接，控制电路30可以根据应用场景的使用需求来选择性控制频率源50为多个中频处理电路20提供外部频率信号。多个中频处理电路20通过同一频率源50提供频率信号，能够改善多个中频处理电路20出现同频干扰的问题，且能够保证多个中频处理电路20相位的一致性。
42.可选地，如图4所示，图4是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图。本实施例中频率源50包括第一振荡电路501及锁相环502。第一振荡电路501分别与多个中频处理电路20连接，用于输出外部频率信号；锁相环502与第一振荡电路501连接，用于接收并控制第一振荡电路501的外部频率信号，并将控制后的外部频率信号反馈至第一振荡电路501。
43.其中，锁相环502接收外部频率信号，并控制外部频率信号的泵电流经第一振荡电路501振出需要的频率，能够防止同频干扰，且能够保证相位的一致性。
44.可选地，如图5所示，图5是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图。本实施例中接收分集电路1还包括功分器60。功分器60分别与频率源50及多个中频处理电路20连接，用于将外部频率信号分为多个频率子信号，并将多个频率子信号分别输出至多个中频处理电路20。
45.其中，功分器60可以均分外部频率信号，使外部频率信号平均分配为与多个中频处理电路20对应的多个频率子信号。功分器60将每个频率子信号输出至对应的一个中频处理电路20。
46.当多个中频处理电路20至少包括三个中频处理电路20时，功分器60可以包括两个功分器60。一个功分器60接收频率源50的外部频率信号，并将外部频率信号均分得到两个频率子信号，两个频率子信号包括第一频率子信号及第二频率子信号，将第一频率子信号输出至一个中频处理电路20；另一个功分器60接收第二频率子信号，并将第二频率子信号进行再次均分，获得第三频率子信号及第四频率子信号，将第三频率子信号及第四频率子信号分别输出至两个中频处理电路20。
47.可选地，如图6所示，图6是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图。接收分集电路1还包括接收板70、控制板80、第一端子71及第二端子81。多个前端电路10及多个中频处理电路20设置在接收板70上；控制电路30设置在控制板80上；第一端子71设置在接收板70靠近控制板80的一侧；第二端子81设置在控制板80靠近接收板70的一侧，且与第一端子71连接，中频处理电路20通过第一端子71及第二端子81与控制电路30连接。
48.其中，第一端子71及第二端子81电连接，多个中频处理电路20通过第一端子71及第二端子81与控制电路30连接。
49.可选地，多个中频处理电路20包括三个中频处理电路20，多个前端电路10包括三个前端电路10。
50.其中，控制电路30三个中频处理电路20连接，将三个中频处理电路20输出的三路的调制信号及场强信号进行加权处理得到接收信号，能够实现信号的三路分集接收。
51.在一应用场景中，如图7所示，图7是本技术接收分集电路又一实施例的结构示意图。本实施例中接收分集电路1包括上述前端电路10、中频处理电路20、控制电路30、接收板70、控制板80、第一端子71及第二端子81。控制电路30与前端电路10及中频处理电路20连接，能够控制前端电路10，且对中频处理电路20输出的调制信号及场强信号分集。
52.其中，前端电路10包括两个带通滤波器(berkeley packet filter，bpf)、低通滤波器(low-pass filter，lpf)、低噪声放大器sky(lna)、中频滤波器if-filter、中频放大器if-amp(&acg)。低噪声放大器sky(lna)接入5va，中频放大器if-amp(&acg)接入r5v。中频处理电路20包括三个ad9864及三个vco_2lo(即上述第二振荡电路202)。每个ad9864接入3v3a、3v3d及5va_if，每个vco_2lo接入5va_if。控制电路30包括可编程阵列逻辑(field programmable gate array，fpga)、开放式多媒体应用平台(open multimedia application platform，omap)、max3072电平转换器、异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)、uart3、rs485总线、stm32f100(32位单片机)及运放(即运算放大器)ngm2904m。运放可以是ngm2904m。stm32f100(32位单片机)接入mcu_3.3v，ngm2904m接入9v1a。stm32f100(32位单片机)输出的控制信号经ngm2904m放大后输出至前端电路10的第一个bpf及第二个bpf中。
53.第一个bpf的第一端接入射频信号rf，其第二端与ngm2904m的一端连接，其第三端与lpf的一端连接，在ngm2904m输出的控制信号的控制下将射频信号滤波后输出至lpf的一端；lpf的另一端与sky(lna)的第一端连接；sky(lna)的第二端接入5va，sky(lna)的第三端与第二个bpf的第一端连接；第二个bpf的第二端与ngm2904m的一端连接，第二个bpf的第三端与混频器的第一端连接；混频器的第二端接入lo信号，混频器的第三端与if-filter的一端连接；if-filter的另一端与if-amp(&acg)的第一端连接，if-amp(&acg)的第二端连接接入r5v，if-amp(&acg)的第三端与ad9864连接，以输出射频信号。
54.ad9864接收射频信号并在vco_2lo的作用下通过spi接口输出片选信号cs、指示信号do、同步时钟信号sck、导轨信号din，通过ssi接口输出数字iq信号(即上述调制信号)、场强信号及时钟信号。fpga将三路ad9864的spi接口及ssi接口输出的信号进行加权合并等处理，以实现三分集，并将分集完成后的数据传输至omap中进行通信传输，通过uart、max3072电平转换器、rs485及uart3传输至stm32f100(32位单片机)中，实现分集数据的写入、存储、复位及置位等。能够抑制接收分集电路1的通路间的信号串扰，实现信号的接收分集，且能够提高分集的灵敏度。
55.在一应用场景中，如图8所示，图8是图1实施例中中频处理电路的具体电路结构示意图。本实施例中中频处理电路20包括三个ad9864、三个本振压控振荡器(voltage controlled oscillator，vco)、三个18mhz时钟合成器。
56.其中，每个ad9864的引脚包括ifin、clkp、clkn、lop、lon、pe、pd、pc、syncb、fs、douta、clkout、fref、ioutl、ioutc。每个ad9864的ifin、clkp、clkn分别与一个18mhz时钟合成器连接，lop及ioutl分别与一个本振vco连接，lon接地，pe、pd、pc、syncb即上述spi接口
中的四个引脚，fs、douta、clkout即上述ssi接口中的三个引脚，fref接入晶体振荡器(即上述频率源50)。syncb为帧同步使能信号。
57.同一参考源可保证时钟频率保持一致，故三个ad9864共用同一个参考时钟。每个ad9864独立使用18mhz时钟，各通路的本振vco也保持独立，使每一个ad9864可以独立使用。三个帧同步使能信号syncb输出至fpga中时，由fpga的一个引脚同时控制，三路ad9864的spi接口也使用fpga的相同引脚进行控制，可使输出的信号帧保持同步，进而保证ad9864配置的一致性。能够实现稳定的接收分集。
58.在一应用场景中，如图9所示，图9是图5实施例中接收分集电路的部分电路结构示意图。本实施例的接收分集电路1包括上述前端电路10、中频处理电路20、控制电路30、频率源50及两个功分器60。其中，频率源50包括vco及锁相环(phase locked loop，pll)芯片。中频处理电路20包括三个ad9864。
59.其中，vco分别与一个功分器60及pll芯片连接，一个功分器60还分别与一个ad9864及另一个功分器60连接，另一个功分器60还分别与其它两个ad9864连接。pll芯片提供泵电流经vco振出所需的外部频率信号，通过两个功分器60将外部频率信号分配给三个ad9864使用。可以改善接收分集的同频干扰问题，且可以保证相位的一致性。控制电路30可以根据应用场景的使用需求来选择性地控制频率源50及两个功分器60为多个三个ad9864提供外部频率信号。在需要外部频率信号接入时，控制电路30控制频率源50及两个功分器60与三个ad9864导通；在无需外部频率信号接入时，控制电路30控制频率源50及两个功分器60暂停工作。
60.为了解决上述技术问题，本技术进一步提出一种通信设备，如图10所示，图10是本技术通信设备一实施例的结构示意图。本实施例中通信设备90包括上述接收分集电路1。接收分集电路1设置在通信设备90上。
61.其中，通信设备90可以包括印刷电路板(printed circuit board，pcb)，接收分集电路1可以集成于pcb上。采用接收分集电路1能够提高整体集成度，减小pcb的布局面积，降低成本。
62.在一应用场景中，在cpci u1/u3/v信道机上使用通信设备90。紧凑型pci(compact peripheral component interconnect，cpci)是一种总线接口标准。以cpci u3为例进行实验，实验前在常温25度电源电压13.6v条件下对cpci u3进行调测，测试通信设备90的接收分集电路1中的三个通路接收和分集的5％灵敏度。在测试过程中使用射频线输入接收分集电路1的前端电路10，保证信号源的一致性。本实施例的接收分集电路1为新方案，现有的采用sa616d中频处理芯片实现三分集为老方案，将新方案及老方案分别测试，得到如下表表1。
[0063][0064]
其中，三个通路分别为通路a、通路b、通路c，双分集时通路为通路a与通路b组合的通路ab、通路a与通路c组合的通路ac、通路b与通路c组合的通路bc。在本实施例的接收分集电路1经实验测试后，计算新方案与老方案的对应的各项灵敏度差值，可以得出本实施例的接收分集电路1在三分集接收下5％分集灵敏度提升1db左右。能够提高接收分集的灵敏度及效果。
[0065]
在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
[0066]
在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0067]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如
两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0068]
以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种接收分集电路，其特征在于，包括：多个前端电路，每路所述前端电路用于接收一路射频信号，并将所述射频信号转换为中频信号；多个中频处理电路，与所述多个前端电路一一对应连接，所述中频处理电路用于将对应的所述中频信号进行处理得到对应的调制信号及场强信号；控制电路，与所述多个中频处理电路连接，用于将多路的所述调制信号及所述场强信号进行加权处理得到接收信号，以实现信号的多路分集接收。2.根据权利要求1所述的接收分集电路，其特征在于，还包括：屏蔽罩，罩设在所述多个前端电路及所述多个中频处理电路外，用于增加所述多个前端电路及所述多个中频处理电路的抗干扰能力。3.根据权利要求1所述的接收分集电路，其特征在于，还包括：频率源，分别与所述多个中频处理电路连接，用于给所述多个中频处理电路分别提供外部频率信号。4.根据权利要求3所述的接收分集电路，其特征在于，所述接收分集电路还包括：功分器，分别与所述频率源及所述多个中频处理电路连接，用于将所述外部频率信号分为多个频率子信号，并将所述多个频率子信号分别输出至所述多个中频处理电路。5.根据权利要求3所述的接收分集电路，其特征在于，所述频率源包括：第一振荡电路，分别与所述多个中频处理电路连接，用于输出所述外部频率信号；锁相环，与所述第一振荡电路连接，用于接收并控制所述第一振荡电路的所述外部频率信号，并将控制后的所述外部频率信号反馈至所述第一振荡电路。6.根据权利要求1所述的接收分集电路，其特征在于，所述中频处理电路包括：信号处理电路，与所述前端电路连接，用于将所述中频信号进行处理得到所述调制信号及所述场强信号；第二振荡电路，与所述信号处理电路连接，用于产生内部频率信号给所述信号处理电路。7.根据权利要求6所述的接收分集电路，其特征在于，所述信号处理电路包括ad9864芯片。8.根据权利要求1所述的接收分集电路，其特征在于，所述多个中频处理电路包括三个所述中频处理电路，所述多个前端电路包括三个所述前端电路。9.根据权利要求1所述的接收分集电路，其特征在于，还包括：接收板，所述多个前端电路及所述多个中频处理电路设置在所述接收板上；控制板，所述控制电路设置在所述控制板上；第一端子，设置在所述接收板靠近所述控制板的一侧；第二端子，设置在所述控制板靠近所述接收板的一侧，且与所述第一端子连接，所述中频处理电路通过所述第一端子及所述第二端子与所述控制电路连接。10.一种通信设备，其特征在于，包括：权利要求1至9任一项所述的接收分集电路。

技术总结
本申请公开了一种接收分集电路及通信设备，该接收分集电路包括多个前端电路、多个中频处理电路及控制电路。每路前端电路用于接收一路射频信号，并将射频信号转换为中频信号；多个中频处理电路，与多个前端电路一一对应连接，中频处理电路用于将对应的中频信号进行处理得到对应的调制信号及场强信号；控制电路，与多个中频处理电路连接，用于将多路的调制信号及场强信号进行加权处理得到接收信号，以实现信号的多路分集接收。通过上述方式，本申请能够实现信号的接收分集，且能够提高分集的灵敏度。敏度。敏度。


技术研发人员：包岭玺 罗屹 王道明 刘佳佳
受保护的技术使用者：海能达通信股份有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/10/20