[發明專利]一種基于差分發射差分接收方式的抗干擾型收發一體天線

在審

• 申請號: 202310523897.5
• 申請日: 2023-05-11
• 公開（公告）號: CN116315663A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 龍正隆;章新明;洪樂平
• 申請（專利權）人: 深圳芯盛思技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q3/34;H01Q1/38;H01Q23/00;H04B1/40
• 代理公司: 福州創蔚來知識產權代理有限公司 35290
• 代理人: 張磊

本發明為一種基于差分發射差分接收方式的抗干擾型收發一體天線，它包括兩路功率放大器，設有輸出端口TXN和輸出端口TXP;兩路低噪聲放大器，設有輸入端口RXN和輸入端口RXP;天線，中心設有接地點GND；其中，TXN和TX1之間的傳輸線A與TXP和TX2之間的傳輸線B經過距離相同；RXN和RX1之間的微帶線A以及RXP和RX2之間的微帶線B相比，且微帶線B長度比微帶線A長度長1/2波長。本發明的有益效果為：能夠使功率放大器輸出簡潔化，不但減小了模塊尺寸，還可以有效提高發射功率，可以降低系統功耗和成本，具有商業價值。且能夠用于低成本的毫米波雷達、Wi?Fi收發器，5G客戶端收發器等多重場景。

技術領域

本發明涉及電子設備、電子器件技術領域，特別是一種基于差分發射差分接收方式的抗干擾型收發一體天線。

背景技術

利用差分電路共模抑制能力來降低外來干擾，常常用在集成模擬或射頻的SOC芯片中。差分射頻信號接收電路中，一般需要使用巴倫或者變壓器將天線接收的單端輸入的射頻信號轉換成差分的方式，來提高抗干擾能力。而在射頻發射電路，因為天線最終需要的是單端輸出的信號，同樣需要使用巴倫或者變壓器完成差分信號轉單端信號這個功能。對于2個幅度（功率）相同的差分信，理論上采用巴倫進行變換以后，發射功率等于兩路單獨的信號的功率和，也就是理論上發射功率增加了3dB。然而，如果在芯片內部制作巴倫或者變壓器，電感器件本身就會占用比較大的芯片面積，因為巴倫或者變壓器是由電感制作的且與芯片的工藝制程關系不算太緊密關聯。另一方面，電感具有渦流效應，所以它下面對應的其他金屬層也不適合布線，進一步加大了對芯片面積的需求，增加了芯片成本。假如采用外置方式，就需要根據芯片頻率和功率去選擇與之相匹配的巴倫或者變壓器，這樣就增加了客戶在使用芯片中的難度，增高了物料成本。

同樣，如果接收電路使用差分方式，外界射頻干擾，會同時施加到差分輸入的同相端和互補端，如果干擾源離天線距離比較遠（天線尺寸的10倍以上就可以認為是比較遠了），那么，2個接收天線分別接收到的干擾信號幅度相同，相位相反，就可以利用差分輸入端的高共模抑制比，抑制這種干擾信號，從而提高系統的抗干擾能力。

按照這種思路，需要2個天線做差分發射天線，2個接收天線做差分接收天線。然而，天線尺寸需要是工作波長的1/4,1/8，1/16等等，這樣做就會因為需要4個天線而增加了天線總體尺寸，導致微波信號收發模塊體積變大，尤其是5.8GHz這種頻率不算太高的射頻微波系統。如果PCB尺寸小，模塊尺寸小有安裝方便的好處，為了減小模塊尺寸，需要將差分發射和差分接收做到同一個收發一體天線上，把天線從4個減少到1個。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種基于差分發射差分接收方式的抗干擾型收發一體天線，它能夠使差分功率放大器輸出簡潔化，不但減小了模塊尺寸，還可以有效提高發射功率，可以降低系統功耗和成本；使其能夠用于低成本的毫米波雷達、Wi-Fi收發器，?5G?客戶端收發器等多重場景。

本發明通過如下技術方案實現：一種基于差分發射差分接收方式的抗干擾型收發一體天線，其特征在于：它包括

兩路功率放大器，作為差分發射，設有用于產生兩路發射差分信號的輸出端口TXN和輸出端口TXP;

兩路低噪聲放大器，作為差分接收，設有用于接收兩路發射差分信號的輸入端口RXN和輸入端口RXP;

天線，中心設有接地點GND，且基于接地點GND左右對稱設有的天線接收端口RX1和天線接收端口RX2，以及基于接地點GND上下對稱設有的天線發射接口TX1和天線發射接口TX2；

其中，輸出端口TXN和天線發射接口TX1之間通過傳輸線A連接，輸出端口TXP和天線發射接口TX2之間通過傳輸線B進行連接，且傳輸線A和傳輸線B的經過距離相同；

輸入端口RXN和天線接收端口RX1之間通過微帶線A連接，輸入端口RXP和天線接收端口RX2之間通過微帶線B進行連接，且微帶線B長度比微帶線A長度長1/2波長，以完成180度移相，使得輸入端口RXP和輸入端口RXN接收到的同相位信號轉換為相位差180度的差分信號。