一種射頻模塊的增益補償裝置與系統的製作方法
2023-05-22 21:52:01 1
本實用新型涉及射頻技術領域，尤其涉及一種射頻模塊的增益補償裝置與系統。
背景技術：
射頻(Radio Frequency：RF)專指具有一定波長可用於無線電通信的電磁波。用來產生射頻的高頻電路成為射頻電路，基本上是由無源元件、有源器件和無源網絡組成的。隨著通信技術的發展，通信設備所用頻率日益提高，射頻(RF)和微波(MW)電路在通信系統中廣泛應用，射頻電路設計領域得到了工業界的特別關注。
在射頻，微波通信的有源發射\接收系統及LNA(低噪放)、PA(功放)系統中,其增益及輸出功率,駐波比等主要射頻特性、指標隨著環境溫度的改變而改變,尤其在惡劣的室外環境下工作及開機之後短期或處於長期發熱工作狀態的有源系統，其射頻特性、指標和穩定性受到了嚴重影響，嚴重時會導致系統不能正常工作。
解決射頻、微波通信系統的射頻特性的穩定問題比設計射頻、微波系統的增益和輸出功率要複雜的多，一般情況下，溫度越高，系統的增益和輸出功率會變越小；溫度越低，系統增益和輸出功率會變大，即系統增益和輸出功率隨溫度變化而變化，影響系統的穩定。
現有的射頻增益補償裝置，包括：溫度檢測器、功率檢測器、控制器、射頻衰減器：所述溫度檢測器的輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述功率檢測器的輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端與所述射頻衰減器的輸入端連接。溫度傳感器(temperature transducer)是指能感受溫度並轉換成可用輸出信號的傳感器。按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱 電偶兩類。溫度傳感器本身就是一種機密電子器件，其在複雜環境中長時間工作後其靈敏性和精度會越來越差。此方案的射頻增益補償的精確度取決於溫度檢測器的精確度，如果溫度檢測器出現問題會導致整個補償系統出現問題。
技術實現要素：
本實用新型實施例提出一種射頻模塊的增益補償裝置與系統，能克服現有的溫度檢測器存在的問題，精確地判斷出射頻模塊的增益變化範圍和變化方式並進行補償。
本實用新型實施例提供一種射頻模塊的增益補償裝置，包括：第一射頻接口、第一功率檢測器、第二功率檢測器、控制單元、衰減串聯單元以及第二射頻接口；
所述第一射頻接口通過所述衰減串聯單元與射頻模塊的輸入端連接；所述第二射頻接口與所述射頻模塊的輸出端連接；所述控制單元通過所述第一功率檢測器與所述第一射頻接口連接，通過所述第二功率檢測器與所述第二射頻接口連接，並與所述衰減串聯單元的受控端連接。
作為更優選地，所述衰減串聯單元包括連接於所述衰減串聯單元的輸入端和輸出端之間的PIN二極體。
作為更優選地，所述衰減串聯單元還包括與所述PIN二極體串聯在所述衰減串聯單元的輸入端和輸出端之間的第一射頻衰減器。
作為更優選地，所述衰減串聯單元還還包括與所述PIN二極體、所述第一射頻衰減器串聯在所述衰減串聯單元的輸入端和輸出端之間的第二射頻衰減器。
作為更優選地，所述衰減串聯單元包括連接於所述衰減串聯單元的輸入端和輸出端之間的第一射頻衰減器。
作為更優選地，所述衰減串聯單元還包括與所述第一射頻衰減器串聯在所述衰減串聯單元的輸入端和輸出端之間的第二射頻衰減器。
作為更優選地，所述增益補償裝置還包括第一耦合器與第二耦合器；所述 第一耦合器的合路端與所述第一射頻接口連接；所述第一耦合器的第一分路端與所述第一功率檢測器連接；所述第二耦合器的第二分路端與所述衰減串聯單元的輸入端連接；所述第二耦合器的合路端與所述射頻模塊的輸出端連接；所述第二耦合器的第一分路端與所述第二射頻接口連接；所述第二耦合器的第二分路端與所述第二功率檢測器連接。
作為更優選地，還包括功率放大器；所述第二耦合器的第二分路端通過所述功率放大器與所述衰減串聯單元的輸入端連接。
作為更優選地，還包括第三射頻接口和第四射頻接口；所述衰減串聯單元的輸出端通過所述第三射頻接口與所述射頻模塊的輸入端連接；所述第二耦合器的合路端通過所述第四射頻接口與所述射頻模塊的輸出端連接；
另一方面，本實用新型還提供一種射頻系統，包括射頻模塊以及上述的射頻模塊的增益補償裝置。
實施本實用新型實施例，具有如下有益效果：為了能更精確的檢測射頻模塊的輸入功率和輸出功率，本實用新型裝置引入了輸入功率檢測和輸出功率檢測，當射頻模塊的增益隨外界環境溫度變化時，就能精確的檢測到射頻模塊的輸入功率和輸出功率，通過輸出功率和輸入功率的比較就能準確的判斷出射頻模塊的增益變化範圍和變化方式，比如是變大還是變小。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例提供的射頻模塊的增益補償裝置的結構框圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
參見圖1，是本實用新型實施例提供的射頻模塊的增益補償裝置的結構框圖，包括：
本實用新型實施例提供一種射頻模塊的增益補償裝置，包括：第一射頻接口1、第一功率檢測器2、第二功率檢測器3、控制單元4、衰減串聯單元5以及第二射頻接口6；
所述第一射頻接口1通過所述衰減串聯單元5與射頻模塊的輸入端連接；所述第二射頻接口6與所述射頻模塊的輸出端連接；所述控制單元4通過所述第一功率檢測器2與所述第一射頻接口1連接，通過所述第二功率檢測器3與所述第二射頻接口6連接，並與所述衰減串聯單元5的受控端連接。
在第一種實施方式中，所述衰減串聯單元5包括連接於所述衰減串聯單元5的輸入端和輸出端之間的PIN二極體。
普通的二極體由PN結組成。在P和N半導體材料之間加入一薄層低摻雜的本徵(Intrinsic)半導體層，組成的這種P-I-N結構的二極體就是PIN二極體。
微波開關利用PIN管在直流正,反偏壓下呈現近似導通或斷開的阻抗特性,實現了控制微波信號通道轉換作用。PIN二極體的直流伏安特性和PN結二極體是一樣的，但是在微波頻段卻有根本的差別。由於PIN二極I層的總電荷主要由偏置電流產生。而不是由微波電流瞬時值產生，所以其對微波信號只呈現一個線性電阻。此阻值由直流偏置決定，正偏時阻值小，接近於短路，反偏時阻值大，接近於開路。因此PIN二極對微波信號不產生非線性整流作用，這是和一般二極體的根本區別，所以它很適合於做微波控制器件。因此，可以把PIN二極體作為可變阻抗元件使用。它常被應用於高頻開關(即微波開關)、移相、調製、限幅等電路中。PIN二極體的最小衰減精度可以達到0.1dB。
因此，在第一種實施方式中，採用PIN二極體可以大大提高整個裝置的增益補償精度。
在第二種實施方式中，所述衰減串聯單元5還包括與所述PIN二極體串聯在所述衰減串聯單元5的輸入端和輸出端之間的第一射頻衰減器。
射頻衰減器是一種射頻能量損耗性射頻元器件，通過控制引腳的控制功能 能實現0.5dB——31.5dB的射頻衰減。射頻增益補償的精度取決於射頻衰減器的最小步進，目前射頻器件廠家的射頻衰減器最小步進為0.5dB，射頻衰減器的衰減範圍比PIN二極體的範圍要大。
因此在第二種實施方式中，結合PIN二極體與一個射頻衰減器可以大大提高整個裝置的增益補償精度，並且具有較高的增益補償範圍。
在第三種實施方式中，所述衰減串聯單元5還還包括與所述PIN二極體、所述第一射頻衰減器串聯在所述衰減串聯單元5的輸入端和輸出端之間的第二射頻衰減器。
因此在第三種實施方式中，結合PIN二極體與兩個射頻衰減器可以大大提高整個裝置的增益補償精度，並且具有更高的增益補償範圍。例如，可以設置一個射頻衰減器的初始衰減量為0，用於增加衰減量來減少增益；可以設置另一個射頻衰減器的初始衰減量為最大值，用於減小衰減量來增大增益。
在第四種實施方式中，所述衰減串聯單元5包括連接於所述衰減串聯單元5的輸入端和輸出端之間的第一射頻衰減器。
在第五種實施方式中，所述衰減串聯單元5還包括與所述第一射頻衰減器串聯在所述衰減串聯單元5的輸入端和輸出端之間的第二射頻衰減器。
作為更優選地，所述增益補償裝置還包括第一耦合器7與第二耦合器8；所述第一耦合器7的合路端與所述第一射頻接口1連接；所述第一耦合器7的第一分路端與所述第一功率檢測器2連接；所述第二耦合器8的第二分路端與所述衰減串聯單元5的輸入端連接；所述第二耦合器8的合路端與所述射頻模塊的輸出端連接；所述第二耦合器8的第一分路端與所述第二射頻接口6連接；所述第二耦合器8的第二分路端與所述第二功率檢測器3連接。
作為更優選地，還包括功率放大器9；所述第二耦合器8的第二分路端通過所述功率放大器9與所述衰減串聯單元5的輸入端連接。功率放大器(英文名稱：power amplifier)，簡稱「功放」，是指在給定失真率條件下，能產生最大功率輸出以驅動某一負載的放大器。射頻功率放大器(RF PA)是各種無線發射機的重要組成部分。為了獲得足夠大的射頻輸出功率，必須採用射頻功率放大器。 射頻功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率。除此之外，輸出中的諧波分量還應該儘可能的小，以避免對其他頻道產生幹擾。
作為更優選地，還包括第三射頻接口10和第四射頻接口11；所述衰減串聯單元5的輸出端通過所述第三射頻接口10與所述射頻模塊的輸入端連接；所述第二耦合器8的合路端通過所述第四射頻接口11與所述射頻模塊的輸出端連接；
另一方面，本實用新型還提供一種射頻系統，包括射頻模塊以及上述的射頻模塊的增益補償裝置。
實施本實用新型實施例，具有如下有益效果：為了能更精確的檢測射頻模塊的輸入功率和輸出功率，本實用新型裝置引入了輸入功率檢測和輸出功率檢測，當射頻模塊的增益隨外界環境溫度變化時，就能精確的檢測到射頻模塊的輸入功率和輸出功率，通過輸出功率和輸入功率的比較就能準確的判斷出射頻模塊的增益變化範圍和變化方式，比如是變大還是變小。
本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(RandomAccess Memory，RAM)等。
以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護範圍。