收发机及通信设备的制作方法

1.本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种收发机及通信设备。


背景技术：

2.无线电通信系统中，通常设置有具备网关功能的收发机。以在各个时隙满足信号收发模式的任意切换。
3.其中，在连续时隙中，信号不同频率之间的各种转换包括：接收频率转发射频率，接收频率转接收频率，发射频率转发射频率和发射频率转接收频率。为满足信号上述的频率转换需求，现有收发机的设计较为复杂。为满足相邻时隙收发之间相互切换或不同频率之间的切换，在接收和发射的通路上均使用两套完整的锁相振荡电路，共用四套锁相振荡电路。使用多套锁相振荡电路，生产成本高，占据空间大。
4.因此，如何简化收发机中用于锁相振荡的电路结构，降低其成本和占据的空间，是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种收发机及通信设备，以简化收发机的电路结构。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了一种收发机，包括：信号处理模块、收发模块、锁相振荡模块、第一切换单元与第二切换单元，收发模块，包括接收单元和发射单元；锁相振荡模块，包括第一锁相振荡单元和第二锁相振荡单元，所述第一锁相振荡单元、第二锁相振荡单元均与所述信号处理模块连接；第一切换单元，分别与所述第一锁相振荡单元、第二锁相振荡单元连接；第二切换单元，分别与所述第一切换单元、接收单元、发射单元连接；所述第一切换单元用于将所述第一锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通，或者将所述第二锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通；所述第二切换单元用于将所述接收单元与所述第一切换单元的输出端导通，或者将所述发射单元与所述第一切换单元的输出端导通。
7.在一种可能的实施方式中，所述第一切换单元为第一开关，所述第一开关包括第一输入端、第二输入端、输出端，所述第一输入端与所述第一锁相振荡单元连接，所述第二输入端与所述第二锁相振荡单元连接，当所述第一输入端与所述输出端连接时，所述第一锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通；当所述第二输入端与所述输出端连接时，所述第二锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通。
8.在一种可能的实施方式中，所述第一锁相振荡单元包括串联的第一锁相环与第一压控振荡器；所述第一锁相环连接所述信号处理模块，所述第一压控振荡器连接所述第一输入端；和/或所述第二锁相振荡单元包括串联的第二锁相环与第二压控振荡器；所述第二锁相环连接所述信号处理模块，所述第二压控振荡器连接所述第二输入端。
9.在一种可能的实施方式中，所述第二切换单元为第二开关，所述第二开关包括输
入端、第一输出端、第二输出端，所述第一输出端与所述发射单元连接，所述第二输出端与所述接收单元连接，当所述输入端与所述第一输出端连接时，所述收发模块处于发射状态；当所述输入端与所述第二输出端连接时，所述收发模块处于接收状态。
10.在一种可能的实施方式中，所述发射单元包括：信号调制单元，连接所述第一输出端，用于对所述第一输出端输出的信号进行调制；放大单元，连接所述信号调制单元，用于对信号调制单元输出的信号进行放大；耦合单元，连接所述放大单元，用于将一部分放大后的信号输出、另一部分放大后的信号耦合至所述信号调制单元。
11.在一种可能的实施方式中，所述接收单元包括：低噪放大器，用于对所述收发机接收到的信号进行放大；混频器，分别连接所述第二输出端、低噪放大器，用于将所述第二输出端输出的信号与所述低噪放大器输出的信号进行混频；信号解调单元，分别连接所述混频器、信号处理模块，用于对混频后的信号进行解调。
12.在一种可能的实施方式中，所述收发机还包括：第一滤波单元，连接所述收发机的天线；第三切换开关，分别与所述耦合单元、低噪放大器、第一滤波单元连接，用于将所述耦合单元与所述第一滤波单元导通，或者将所述低噪放大器与所述第一滤波单元导通。
13.在一种可能的实施方式中，所述第一滤波单元为低通滤波器。
14.在一种可能的实施方式中，所述收发机还包括：放大器，连接于所述第一切换单元的输出端与所述第二切换单元的输入端之间。
15.为解决上述技术问题，本实用新型实施例还公开了一种通信设备，该通信设备包括上述实施例描述的收发机。
16.本技术的有益效果：区别于现有技术，本技术提供一种收发机及通信设备，该收发机包括信号处理模块、收发模块、锁相振荡模块、第一切换单元与第二切换单元。锁相振荡模块连接信号处理模块，第一切换单元，分别与所述第一锁相振荡单元、第二锁相振荡单元连接；第二切换单元，分别与所述第一切换单元、接收单元、发射单元连接；所述第一切换单元用于将所述第一锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通，或者将所述第二锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通；所述第二切换单元用于将所述接收单元与所述第一切换单元的输出端导通，或者将所述发射单元与所述第一切换单元的输出端导通。本技术实施例提供的收发机，通过两个切换单元背对背式的设置，简化了无线电通信收发机中的锁相振荡电路的结构。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型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。
18.图1是本技术收发机一实施例的结构示意图。
19.附图标号：100、收发机；110、信号处理模块；120、锁相振荡模块；121、第一锁相振荡单元；122、第二锁相振荡单元；131、第一切换单元；132、第二切换单元；133、第三切换开关；141、发射单元；142、接收单元；1411、信号调制单元；1412、放大单元；1413、耦合单元；1421、低噪放大器；1422、混频器；1423、信号解调单元；150、第一滤波单元；160、天线。
具体实施方式
20.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，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，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，均属于本技术保护的范围。
21.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
22.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
23.应当理解，本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其他任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
24.在无线电通信系统中，需要用到具有网关功能的收发机，其需要能实现在连续时隙将输入信号在不同频率之间进行四种形式转换，包括有：接收转接收，接收转发射，发射转接收，发射转发射。为实现上述转换，现有无线电通信系统用到的收发机较为复杂。
25.为解决上述问题，本技术提出一种收发机，通过设置背对背方式连接的第一切换单元和第二切换单元，有效简化了锁相振荡模块的电路结构。下面结合附图和实施例对本技术提供的一种收发机进行详细描述。
26.请参阅图1，图1是本技术收发机100一实施例的结构示意图。在一个具体的实施例中，本技术的收发机100包括信号处理模块110，锁相振荡模块120，第一切换单元131，第二切换单元132和收发模块(未标示)。
27.收发模块包括接收单元142和发射单元141；锁相振荡模块120包括第一锁相振荡单元121和第二锁相振荡单元122；第一锁相振荡单元121、第二锁相振荡单元122均与信号处理模块110连接；第一切换单元131，分别与第一锁相振荡单元121、第二锁相振荡单元122连接；第二切换单元132，分别与第一切换单元131、接收单元142、发射单元141连接；第一切换单元131用于将第一锁相振荡单元121与第二切换单元132的输入端导通，或者将第二锁相振荡单元122与第二切换单元132的输入端导通；第二切换单元132用于将接收单元142与第一切换单元131的输出端导通，或者将发射单元141与第一切换单元131的输出端导通。
28.具体地，信号处理模块110用于生成或接收待锁定频率的信号，其待锁定频率的信号可以接收自计算机、无人机、可以通信的矿灯、电台或者物联网设备等。锁相振荡模块120用于对信号进行预定的频率锁定，例如锁定为特定接收频率或发射频率，当信号经过锁相振荡模块120，信号输出时其频率可以与输入时频率一样，或信号输出时其频率可以为输入时频率的倍数。使传输的信号经过锁相振荡模块120能由接收频率转接收频率，接收频率转发射频率，发射频率转接收频率或发射频率转发射频率。其中，锁相振荡模块120包括有并
联的第一锁相振荡单元121和第二锁相振荡单元122，其是为了在一个时隙，其中一个锁相振荡单元锁定一个频率的同时，另一个锁相振荡单元准备下一个时隙需要锁定的频率，当从一个时隙至另一个时隙，两个锁相振荡单元轮换使其中一个工作来调制传输信号。第一切换单元131用于在一个时隙至另一个时隙时切换接入点，使在相邻时隙，不同的锁相振荡单元来调制信号。
29.收发模块包括发射单元141和接收单元142，当传输信号经锁相振荡模块120调制后传输信号为发射频率时，第二切换单元132切换接入点，将发射单元141与第一切换单元131的输出端导通，处于发射频率的传输信号传输至发射单元141；当传输信号经锁相振荡模块120调制后传输信号为接收频率时，第二切换单元132切换接入点，将接收单元142与第一切换单元131的输出端导通，处于接收频率的传输信号传输至接收单元142。
30.区别于现有技术，本技术提出一种收发机100，设置背对背方式连接的第一切换单元131和第二切换单元132，当从一个时隙至另一个时隙时，通过第一切换单元131切换接入点，使一个锁相振荡单元处于通路，另一个锁相振荡单元准备下一个时隙需要锁定的频率。同时，若信号经锁相振荡模块120调制后为发射频率时，第二切换单元132切换接入点使发射单元141与第一切换单元131导通，若信号经锁相振荡模块120调制后为接收频率时，第二切换单元132切换接入点使接收单元142与第一切换单元131导通。上述收发机100，仅仅需两套锁相电路结构即可满足无线电通信系统中，传输信号的四种转换模式，相较于现有发射单元141和接收单元142各使用两套锁相振荡单元的收发机100，减少了器件的使用，降低了生产成本，减少了其空间占据。
31.在一些实施例中，第一切换单元131为第一开关，第一开关包括第一输入端、第二输入端、输出端，第一输入端与第一锁相振荡单元121连接，第二输入端与第二锁相振荡单元122连接，当第一输入端与输出端连接时，第一锁相振荡单元121与第二切换单元132的输入端导通；当第二输入端与输出端连接时，第二锁相振荡单元122与第二切换单元132的输入端导通。具体地，第一开关包括输入端和输出端，输入端包括第一输入端和第二输入端，第一开关的输出端与第二切换单元132连接。在由一个时隙至另一个时隙时，第一开关由第一输入端切换至第二输入端，或由第二输入端切换至第一输入端。
32.在一些实施例中，第一锁相振荡单元121包括串联的第一锁相环与第一压控振荡器；第一锁相环连接信号处理模块110，第一压控振荡器连接第一输入端；第二锁相振荡单元122包括串联的第二锁相环与第二压控振荡器；第二锁相环连接信号处理模块110，第二压控振荡器连接第二输入端。具体地，压控振荡器用于调制传输信号的频率至预设的频率，锁相环用于在锁相振荡单元调制传输信号的频率至预设的频率的同时保证传输信号在输入和输出时保持稳定的相位差值。其中，本实施例的第一锁相振荡单元121和第二锁相振荡单元122为外置的压控振荡器，采用锁相环与独立的压控振荡器串联设置，在一些其他实施例中，也能采用内置压控振荡器的锁相环来作为第一锁相振荡单元121和第二锁相振荡单元122。
33.在一些实施例中，第二切换单元132为第二开关，第二开关包括输入端、第一输出端、第二输出端，第一输出端与发射单元141连接，第二输出端与接收单元142连接，当输入端与第一输出端连接时，收发模块处于发射状态；当输入端与第二输出端连接时，收发模块处于接收状态。具体地，第二开关包括输入端和输出端，输出端包括第一输出端和第二输出
端，第二开关的输入端与第一开关的输出端连接。当传输的信号经锁相振荡模块120调制后为发射频率时，第二开关切换至第一输出端，当传输的信号经锁相振荡模块120调制后为接收频率时，第二开关切换至第二输出端。
34.在一具体应用场景中，在时隙1下，确定一路锁相振荡单元工作，例如第一开关切换至第一输入端，第一锁相振荡单元121工作，锁定预定频率1，若预定频率1为发射频率，第二开关切换至第一输出端，发射单元141通路，若预定频率1为接收频率，第二开关切换至第二输出端，接收单元142通路；在时隙2时，第一开关切换至第二输入端，第二锁相振荡单元122工作，锁定预定频率2，若预定频率2为发射频率，第二开关切换至第一输出端，发射单元141通路，若预定频率2为接收频率，第二开关切换至第二输出端，接收单元142通路；在时隙3时，第一开关切换至第一输入端，第一锁相振荡单元121工作，锁定预定频率3，若预定频率3为发射频率，第二开关切换至第一输出端，发射单元141通路，若预定频率3为接收频率，第二开关切换至第二输出端，接收单元142通路。时隙4以此类推，第一开关在时隙切换时进行接入点切换，第一锁相振荡单元121和第二锁相振荡单元122轮流工作，轮流锁定各时隙的频率，并根据其频率处于接收还是发射，第二开关切换接入点选择发射单元141通路还是接收单元142通路。
35.在一些实施例中，发射单元141包括：信号调制单元1411，信号调制单元1411连接第二开关的第一输出端，用于对第一输出端输出的信号进行调制。放大单元1412，连接信号调制单元1411，用于对信号调制单元1411输出的信号进行放大。耦合单元1413，连接放大单元1412，用于将一部分放大后的信号输出、另一部分放大后的信号耦合至信号调制单元1411。具体地，信号调制单元1411用于对信号进行调制，本实施例中，信号调制单元1411为笛卡尔反馈回路发射机，耦合单元1413连接放大单元1412，信号经信号调制单元1411调制和放大单元1412放大处理后，部分信号失真非线性传输，耦合单元1413用于将传输的已失真的非线性信号反馈回信号信号调制单元1411做补偿，实现发射单元141信号线性的输出。
36.在一些实施例中，接收单元142包括低噪放大器1421，混频器1422和信号解调单元1423。低噪放大器1421用于对收发机100接收到的信号进行放大；混频器1422分别连接第二开关的第二输出端、低噪放大器1421，用于将第二输出端输出的信号与低噪放大器1421输出的信号进行混频；信号解调单元1423分别连接混频器1422、信号处理模块，用于对混频后的信号进行解调。具体地，当收发模块处于接收单元142导通时，收发机100会接收外部信号，低噪放大器1421对接收到的信号进行放大，同时接收单元142导通状态第二切换开关切换至第二输出端，混频器1422同时接收低噪放大器1421输出的外部信号与第二切换开关传输的信号并进行混频。经混频的信号传输至信号解调单元1423进行解调后传输至与信号解调单元1423连接的信号处理模块。
37.在一些实施例中，收发机100还包括第一滤波单元150、天线160、第三切换开关133。第一滤波单元150连接收发机100的天线160；第三切换开关133分别与耦合单元1413、低噪放大器1421、第一滤波单元150连接，用于将耦合单元1413与第一滤波单元150导通，或者将低噪放大器1421与第一滤波单元150导通。具体地，当收发模块处于发射单元141导通时，第三切换开关133将耦合单元1413与第一滤波单元150连接，由发射单元141传输的信号经耦合单元1413的输出端传至第一滤波单元150，信号由天线160向外发射。当收发模块处于接收单元142导通时，第三切换开关133将低噪放大器1421与第一滤波单元150导通。天线
160接收外部信号，并将信号传至低噪放大器1421，信号再由低噪放大器1421传至混频器1422。
38.在一些实施例中，收发机100还包括放大器(未标示)，放大器连接于第一切换单元131的输出端与第二切换单元132的输入端之间。具体地，第一切换单元131与第二切换单元132背对背式连接，第一切换单元131切换接入点使第一锁相振荡单元121和第二锁相振荡单元122轮流锁定频率，第二切换单元132根据锁定的频率切换接入点使处于接收通路或发射通路。将放大器设置在第一切换单元131与第二切换单元132之间，使放大器供第一锁相振荡单元121，第二锁相振荡单元122，发射单元141和接收单元142共用，简化了电路，在一些其他实施例中，还能在第一切换单元131和第二切换单元132之间设置其他电路供第一锁相振荡单元121，第二锁相振荡单元122，发射单元141和接收单元142共用。例如，收发机100还能包括第二滤波单元，第二滤波单元设置于第一切换单元131与第二切换单元132之间，第二滤波单元一端连接第一切换单元131，另一端连接第二切换单元132，其中，第二滤波电路可以为低通滤波器。
39.其中，本技术收发机100，通过设置第一切换和第二切换单元132，使第一锁相振荡单元121，第二锁相振荡单元122只有一个将调至后的信号提供给接收单元142或发射单元141，使本技术的收发机100具有防呆功能，不会出现多个锁相振荡单元同时将信号提供给接收单元142或发射单元141，引起的信号间干扰问题。
40.区别于现有技术，本技术提出一种收发机100，设置背对背方式连接的第一切换单元131和第二切换单元132，当从一个时隙至另一个时隙时，通过第一切换单元131切换接入点，使一个锁相振荡单元处于通路，另一个锁相振荡单元准备下一个时隙需要锁定的频率。同时，若信号经锁相振荡模块120调制后为发射频率时，第二切换单元132切换接入点使发射单元141与第一切换单元131导通，若信号经锁相振荡模块120调制后为接收频率时，第二切换单元132切换接入点使接收单元142与第一切换单元131导通。上述收发机100，仅仅需两套锁相电路结构即可满足无线电通信系统中，传输信号的四种转换模式，相较于现有发射单元141和接收单元142各使用两套锁相振荡单元的收发机100，减少了器件的使用，降低了生产成本，减少了其空间占据。另一方面，本技术的收发机100具有防呆功能，不会出现多个锁相振荡单元同时将信号提供给接收单元142或发射单元141，引起的信号间干扰问题。
41.对应地，本技术的第二个方面，还提供一种通信设备。该通信设备包括上述实施例描述的收发机。
42.在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
43.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
44.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种收发机，其特征在于，包括：信号处理模块；收发模块，包括接收单元和发射单元；锁相振荡模块，包括第一锁相振荡单元和第二锁相振荡单元，所述第一锁相振荡单元、第二锁相振荡单元均与所述信号处理模块连接；第一切换单元，分别与所述第一锁相振荡单元、第二锁相振荡单元连接；第二切换单元，分别与所述第一切换单元、接收单元、发射单元连接；所述第一切换单元用于将所述第一锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通，或者将所述第二锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通；所述第二切换单元用于将所述接收单元与所述第一切换单元的输出端导通，或者将所述发射单元与所述第一切换单元的输出端导通。2.根据权利要求1所述的收发机，其特征在于，所述第一切换单元为第一开关，所述第一开关包括第一输入端、第二输入端、输出端，所述第一输入端与所述第一锁相振荡单元连接，所述第二输入端与所述第二锁相振荡单元连接，当所述第一输入端与所述输出端连接时，所述第一锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通；当所述第二输入端与所述输出端连接时，所述第二锁相振荡单元与所述第二切换单元的输入端导通。3.根据权利要求2所述的收发机，其特征在于，所述第一锁相振荡单元包括串联的第一锁相环与第一压控振荡器；所述第一锁相环连接所述信号处理模块，所述第一压控振荡器连接所述第一输入端；和/或所述第二锁相振荡单元包括串联的第二锁相环与第二压控振荡器；所述第二锁相环连接所述信号处理模块，所述第二压控振荡器连接所述第二输入端。4.根据权利要求1所述的收发机，其特征在于，所述第二切换单元为第二开关，所述第二开关包括输入端、第一输出端、第二输出端，所述第一输出端与所述发射单元连接，所述第二输出端与所述接收单元连接，当所述输入端与所述第一输出端连接时，所述收发模块处于发射状态；当所述输入端与所述第二输出端连接时，所述收发模块处于接收状态。5.根据权利要求4所述的收发机，其特征在于，所述发射单元包括：信号调制单元，连接所述第一输出端，用于对所述第一输出端输出的信号进行调制；放大单元，连接所述信号调制单元，用于对信号调制单元输出的信号进行放大；耦合单元，连接所述放大单元，用于将一部分放大后的信号输出、另一部分放大后的信号耦合至所述信号调制单元。6.根据权利要求5所述的收发机，其特征在于，所述接收单元包括：低噪放大器，用于对所述收发机接收到的信号进行放大；混频器，分别连接所述第二输出端、低噪放大器，用于将所述第二输出端输出的信号与所述低噪放大器输出的信号进行混频；信号解调单元，分别连接所述混频器、信号处理模块，用于对混频后的信号进行解调。7.根据权利要求6所述的收发机，其特征在于，所述收发机还包括：第一滤波单元，连接所述收发机的天线；
第三切换开关，分别与所述耦合单元、低噪放大器、第一滤波单元连接，用于将所述耦合单元与所述第一滤波单元导通，或者将所述低噪放大器与所述第一滤波单元导通。8.根据权利要求7所述的收发机，其特征在于，所述第一滤波单元为低通滤波器。9.根据权利要求1～8任一项所述的收发机，其特征在于，所述收发机还包括：放大器，连接于所述第一切换单元的输出端与所述第二切换单元的输入端之间。10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的收发机。

技术总结
本申请公开了一种收发机及通信设备，收发机包括信号处理模块、收发模块、锁相振荡模块、第一切换单元、第二切换单元；锁相振荡模块连接信号处理模块，第一切换单元，分别与第一锁相振荡单元、第二锁相振荡单元连接；第二切换单元，分别与第一切换单元、接收单元、发射单元连接；第一切换单元用于将第一锁相振荡单元与第二切换单元的输入端导通，或者将第二锁相振荡单元与第二切换单元的输入端导通；第二切换单元用于将接收单元与第一切换单元的输出端导通，或者将发射单元与第一切换单元的输出端导通。本申请的收发机通过两切换单元，仅仅需两套锁相电路即可满足传输信号的四种转换模式，减少了器件的使用，降低了生产成本，减少了其空间占据。其空间占据。其空间占据。


技术研发人员：时清利 冷鹏 袁梦霞
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：2022.12.15
技术公布日：2023/7/20