射频通信隔离电路、通信设备及通信系统的制作方法

1.本实用新型属于通信技术领域，尤其涉及一种射频通信隔离电路、通信设备及通信系统。


背景技术：

2.射频是指一定频率的载波功率能通过天线发射出去，以交变的电磁场形式在自由空间以光速传播，碰到不同介质时传播速率发生变化，也会发生电磁波反射、折射、绕射和穿透等，引起各种损耗，在金属线传输时具有趋肤效应现象。射频因具有无方向性、反应速度快、双向传输、传输数据量大等优点被广范应用于通信技术领域。
3.现有技术中，射频通信装置通常由单独的交流电源供电，由于二者之间不设置隔离电路，从而导致二者之间产生信号串扰，严重影响了通信设备的emi(electromagnetic interference，电磁干扰)性能及辐射性能。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种射频通信隔离电路、通信设备及通信系统，以解决现有技术中射频通信装置和电源装置之间产生信号串扰，影响通信设备的emi性能及辐射性能的问题。
5.本实用新型实施例第一方面提供了一种射频通信隔离电路，包括：第一隔离单元、第二隔离单元及滤波单元；
6.第一隔离单元，第一端用于与射频通信装置的电源端连接，第二端用于与电源装置的输出端连接；
7.第二隔离单元，第一端用于与射频通信装置的接地端连接，第二端用于与电源装置的接地端连接；
8.滤波单元，第一端与第一隔离单元的第一端连接，第二端与第二隔离单元的第一端连接。
9.可选的，第一隔离单元包括：第一电感；
10.第一电感，第一端与第一隔离单元的第一端连接，第二端与第一隔离单元的第二端连接。
11.可选的，第一电感为储能型电感。
12.可选的，第二隔离单元包括：第二电感；
13.第二电感，第一端与第二隔离单元的第一端连接，第二端与第二隔离单元的第二端连接。
14.可选的，滤波单元包括：电容；
15.电容，第一端与滤波单元的第一端连接，第二端与滤波单元的第二端连接。
16.可选的，电容为片式陶瓷电容。
17.本实用新型实施例第二方面提供了一种通信设备，包括：电源装置、射频通信装置
及如本实用新型实施例第一方面中提供的任一种射频通信隔离电路。
18.本实用新型实施例第三方面提供了一种通信系统，包括本实用新型实施例第二方面中提供的通信设备。
19.本实用新型实施例提供了一种射频通信隔离电路，包括：第一隔离单元、第二隔离单元及滤波单元；第一隔离单元，第一端用于与射频通信装置的电源端连接，第二端用于与电源装置的输出端连接；第二隔离单元，第一端用于与射频通信装置的接地端连接，第二端用于与电源装置的接地端连接；滤波单元，第一端与第一隔离单元的第一端连接，第二端与第二隔离单元的第一端连接。本实用新型实施例利用滤波单元产生一个频率通路，同时利用第一隔离单元和第二隔离单元有效减小了两端的串扰，将其加入通信设备中，可有效减小射频通信装置和电源装置之间的串扰，提高了通信设备的emi性能及辐射性能。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本实用新型实施例提供的一种射频通信隔离电路的电路结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例提供的一种射频通信隔离电路的电路原理图；
23.图3是电感的等效电路图；
24.图4是电感的频率阻抗特性曲线图；
25.图5是电容的等效电路图；
26.图6是电容的频率阻抗特性曲线图。
具体实施方式
27.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
28.为了说明本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
29.射频是指该频率的载波功率能通过天线发射出去，以交变的电磁场形式在自由空间以光速传播，碰到不同介质时传播速率发生变化，也会发生电磁波反射、折射、绕射和穿透等，引起各种损耗，在金属线传输时具有趋肤效应现象。射频因具有无方向性、反应速度快、双向传输、传输数据量大等优点被广范应用于各个技术领域。通信设备中的射频通信装置通常由交流电源供电，也即电源装置。电源装置的地网络呈走线形状，而射频通信装置往往需要大面积铺地来增加辐射性能，电源装置和射频通信装置的电源线、地线布线方式不一致。射频通信装置的电源网络与地网络容易受到电源装置的电源网络的走线方式的影响，从而导致射频通信装置辐射功率差，辐射接收灵敏度差，也即trp(total radiated power，总辐射功率)差，tis(total isotropic sensitivity，总全向灵敏度)不达标，进而影响到通信设备整机的通信距离及通讯质量。同时，射频通信装置的信号也会通过地线串
扰到电源装置上，导致信号串扰，产生一些不必要的干扰，严重影响通信设备的emi性能及辐射性能。
30.针对上述问题，参考图1，本实用新型实施提供了一种射频通信隔离电路，包括：第一隔离单元11、第二隔离单元12及滤波单元13；
31.第一隔离单元11，第一端用于与射频通信装置15的电源端vcc2连接，第二端用于与电源装置14的输出端vcc1连接；
32.第二隔离单元12，第一端用于与射频通信装置15的接地端gnd2连接，第二端用于与电源装置14的接地端gnd1连接；
33.滤波单元13，第一端与第一隔离单元11的第一端连接，第二端与第二隔离单元12的第一端连接。
34.本实用新型实施例通过滤波单元13在射频通信装置15的电源端vcc2和接地端gnd2之间形成一个频率通路，使射频通信装置15的电源端vcc2的信号以最短的路、最小的损耗通过接地端gnd2传播到射频通信装置15的接地网络上，大大降低了射频通信装置15的信号在电源装置14上的幅值，降低了射频通信装置15对电源装置14的串扰。进一步的，本方案还通过第一隔离单元11和第二隔离单元12，分别在电源装置14的电源端vcc1和射频通信装置15的电源端vcc2之间，以及电源装置14的接地端gnd1和射频通信装置15的接地端gnd2之间形成频率通路，该通路对射频通信隔离电路的谐振呈现高阻状态，可对与该电路的谐振频率相同频率的信号进行有效的隔离或衰减，进一步降低了射频通信装置15对电源装置14的影响，同时也降低了电源装置14对射频通信装置15的电源网络及接地网络的影响，减小了二者之间的串扰，改善了天线的辐射效率，提高通信设备的trp、tis、emi性能及辐射性能。
35.一些实施例中，参考图2，第一隔离单元11可以包括：第一电感l1；
36.第一电感l1，第一端与第一隔离单元11的第一端连接，第二端与第一隔离单元11的第二端连接。
37.一些实施例中，第一电感l1可以为储能型电感。
38.一些实施例中，参考图2，第二隔离单元12可以包括：第二电感l2；
39.第二电感l2，第一端与第二隔离单元12的第一端连接，第二端与第二隔离单元12的第二端连接。
40.一些实施例中，第二电感l2也可以为储能型电感。
41.电感(inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感只阻碍电流的变化。如果电感在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。在射频通信中，一个导线绕成的电感中除有一定的电感量外导线上还存在着等效电阻，一圈圈导线之间还具有寄生电容，图3示出了电感的等效电路，l为自身固有电感，r
l
为串联电阻，c
l
寄生旁路电容。参考图4，电感随着频率增加电感量下降，在自谐振频率上谐振，超过自谐振频率表现出电容特性，而且同类型电感中电感量越大自谐振频率越低。
42.本实用新型实施例中根据电感的频率特性，利用电感形成第一隔离单元11及第二隔离单元12，在电源装置14和射频通信装置15之间形成频率通路，防止二者之间的串扰，电路结构简单，效果好。
43.一些实施例中，参考图2，滤波单元13可以包括：电容c1；
44.电容c1，第一端与滤波单元13的第一端连接，第二端与滤波单元13的第二端连接。
45.两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，这就构成了电容。当电容的两个极板之间加上电压时，电容就会储存电荷。电容是储存电量和电能(电势能)的元件。准确的说一个电容不仅仅表现出电容特性，它还表现出自身的电感、电阻特性，图5示出了电容的等效电路，rc为介质损耗的等效电阻，ln为分布电感，rn为绝缘电阻，c为自身固有电容。参考图6，与电感一样，随着频率的增加电容的容值会改变，在一定的频率上会产生谐振，超过这个频率电容就表现出一个电感的特性。通常容值较大的电容内部电感也比较大。
46.本实用新型实施例根据电容的自谐振频率特性，利用电容c1形成滤波单元13，在射频通信装置15的电源端vcc2和接地端gnd2之间形成频率通路，防止射频装置的信号对电源装置14造成影响，电路结构简单，效果好。
47.一些实施例中，电容c1可以为片式陶瓷电容。
48.参考图2，本实用新型实施例利用电感及电容的srf(self-resonant frequency，自我共振频率)特性，在高频信号下电感呈现高阻状态，电容呈现低损耗状态，形成一个隔离电路，有效的避免了二者之间的串扰，提高了通信设备的性能。
49.对应于上述任一种射频通信隔离电路，本实用新型实施例还提供了一种通信设备，该通信设备包括：电源装置、射频通信装置及上述任一种射频通信隔离电路，且具有上述射频通信隔离电路所具有的优点，在此不再赘述。
50.进一步的，本实用新型实施例还提供了一种通信系统，包括上述实施例提供的通信设备，且具有上述通信设备所具有的优点，在此不再赘述。
51.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精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。