[发明专利]一种三通道UWB射频前端模块

说明书

本发明公开了一种三通道UWB射频前端模块，包括接收通道(RX)的低噪声放大器、发射通道(TX)的功率放大器、可以根据实际需要选择作为发射/接收通道的旁路通道、高速射频切换开关和控制电路；本发明通过在片上全集成接收和发射低噪声放大器可以实现小型化；引入旁路通道可以增加系统接收通道的动态范围；确保在发射(接收)状态下低噪声放大器(功率放大器)处于关闭状态，而在旁路工作时确保低噪声放大器和功率放大器均处于关断状态可以实现低功耗。

技术领域

本发明涉及无线射频通信技术领域，具体涉及一种可应用UWB测距、通信和定位等领域中的三通道UWB射频前端模块。

背景技术

UWB的全称为ultra wide band，即超宽带。UWB技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术。它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很大，尽管使用无线通信，但其数据传输速率可以达到几百兆比特每秒以上。使用UWB技术可在非常宽的带宽上传输信号，美国联邦通信委员会(FCC)对UWB技术的规定为：在3.1～10.6GHz频段中占用500MHz以上的带宽。

在UWB应用中需要将信号发射后接收回波信号，以UWB定位和测距应用为例，当前的UWB芯片都同时具备了基带信号处理能力和调制信号的输出功能。测距和定位应用系统基本都是TDD的工作模式，为了能够测量或者定位更远的距离，UWB芯片的输出载波信号需要通过功率放大器放大后通过天线发射出去，发射信号遇到目标反射回来的信号，经由天线接收后通过低噪声放大后输入UWB基带芯片；当回波信号较强时，接收通道的低噪声放大器由于线性度较低会出现信号失真，希望回波信号不经低噪声放大而直接接收处理，即接收通道期望具有较高的动态范围。为了实现上述功能，传统的做法是将两个分立的开关、一个低噪声放大器和一个功率放大器混合集成，这样导致设备的体积巨大，由于低噪声放大器和功率放大器总是处于工作状态，导致设备的功耗较大。再则由于低噪声放大器的线性度较小，导致系统接收通道的动态范围较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：当前UWB系统面临的体积大、功耗大或动态范围差的问题，本发明提供了一种三通道UWB射频前端模块。

本发明通过下述技术方案实现：

一种三通道UWB射频前端模块，包括接收通道RX的低噪声放大器、发射通道TX的功率放大器、旁路通道、高速射频切换开关和控制电路；

其中，所述高速射频切换开关包括两组单刀三掷开关，第一组单刀三掷开关连接发射/接收天线，第一组单刀三掷开关的第一个端口与接收到通道RX的低噪声放大器输入端口连接，第二端口与旁路通道连接，第三个端口与发射通道TX的功率放大器的输出端口连接；第二组单刀三掷开关连接基带电路，第二组单刀三掷开关的第一个端口与接收通道RX的低噪声放大器输出端口连接，第二个端口与旁路通道连接，第三个端口与发射通道TX的功率放大器的输入端口连接；

所述旁路通道根据实际需要选择作为发射通道或接收通道；

所述控制电路分别与第一组单刀三掷开关、第二组单刀三掷开关、低噪声放大器和功率放大器的控制端口连接。

本发明通过在片上全集成接收通道RX和发射通道TX实现小型化，并引入旁路通道增加系统的动态范围，通过控制电路控制两组单刀三掷开关来实现发射通道、接收通道和旁路通道之间的快速切换，同时确保在发射(接收)状态下低噪声放大器(功率放大器)处于关闭状态，而在旁路工作时确保低噪声放大器和功率放大器均处于关断状态可以实现低功耗。

优选的，本发明的控制电路同时控制两组单刀三掷开关的工作状态来实现通道的选择，同时控制发射通道TX的功率放大器和接收通道RX的低噪声放大器的工作状态，实现前端模块在发射通道、接收通道和旁路通道之间的快速切换。