CN105305977B - 一种温度补偿功率放大方法、射频放大电路及读写器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种温度补偿功率放大方法，包括获取至少两个温度传感器的温度数据，其中至少一个所述温度传感器靠近所述功率放大电路；根据至少两个所述温度传感器的温度数据获得第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2；采用所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别控制功率放大电路。通过将温度转换为能控制功率放大电路的控制信号，实现对功率放大电路增益的控制，达到功率放大电路稳幅输出。进一步的通过采用多个温度传感器可以获得多点温度从而更准确的反应温度变化，通过两个偏置电压对功率放大电路进行二级控制，可以更精确的跟随温度变化达到稳定输出的目的。

Description

一种温度补偿功率放大方法、射频放大电路及读写器

技术领域

本发明涉及智能交通(Intelligent Transportation System，ITS)领域，更具体地说，涉及一种温度补偿功率放大方法、射频放大电路及读写器。

背景技术

功率放大器是无线通信***中关键的、主要的组成部件，而功率放大器的输出功率往往根据***的要求需要做自动或手动调节，现有UHF—RFID***所用的功率放大器的输出功率也根据应用场合的不同而需要进行调节，输出功率大小的调节一般通过以下几种方式进行调节：

一、通过调节功率放大器的偏置电压；二、通过调节功率放大器的供电电压；三、通过调节输入给功率放大器的功率大小；这些在常温下是可以有效调节功率放大器的输出功率，但是当环境温度发生变化时，特别在零下40度到零上65度整个环境温度范围内功率的输出就会变化很大，这些变化将直接影响***的性能，特别是高速应用场合的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种温度补偿功率放大方法、射频放大电路及读写器，以解决在零下40度到零上65度整个环境温度范围内功率的输出变化很大，造成***的性能不稳定的问题。

一种温度补偿功率放大方法，包括：

获取至少两个温度传感器的温度数据，其中至少一个所述温度传感器靠近所述功率放大电路；

根据至少两个所述温度传感器的温度数据获得第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2；

采用所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别控制功率放大电路。

进一步的，所述温度传感器为两个，分别为第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器接触容纳所述功率放大电路的壳体设置，所述第二温度传感器靠近所述功率放大电路。

进一步的，所述采用所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别控制功率放大电路具体为：

所述功率放大电路包括驱动功率放大器和功率放大器，所述第一偏置电压V_APC1用于控制所述驱动功率放大器，所述第二偏置电压V_APC2用于控制所述功率放大器。

进一步的，所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2具体为：

V_APC1＝V₁(0)+V₁(T₁)

V_APC2＝V₂(0)+V₂(T₂)

其中，V₁(0)，V₂(0)分别为第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的初始直流偏置电压，取值2.50V(伏特)；

T₁、T₂分别为第一温度传感器和第二温度传感器的温度实测值，单位°C(摄氏度)；

V₁(T₁)，V₂(T₂)分别为由温度决定的第一补偿电压和功第二补偿电压的温度

更进一步的，所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2具体为：

V_APC1＝V₁(0)+V(t)+V₁(T₁)

V_APC2＝V₂(0)+V(t)+V₂(T₂)

其中，V₁(0)，V₂(0)分别为第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的初始直流偏置电压，取值2.50V(伏特)；

V(t)为由功率放大电路的工作时间决定的第三补偿电压的补偿函数，单位V(伏特)；

T₁、T₂分别为第一温度传感器和第二温度传感器的温度实测值，单位°C(摄氏度)；

V₁(T₁)，V₂(T₂)分别为由温度决定的第一补偿电压和功第二补偿电压的温度

t为功率放大电路的每次连续工作时间，单位S(秒)；

V(t)＝-6.67×10^-5t²+2.2×10^-3t-2.5×10^-2 0≤t≤30S

V(t)＝0 t＞30S

再一方面，本申请还提供了一种温度补偿射频放大电路，包括至少两个温度传感器，和所述至少两个温度传感器相连的控制装置，和所述控制装置相连的功率放大电路，其中，

至少一个所述温度传感器靠近所述功率放大电路，所述控制装置用于根据至少两个所述温度传感器的温度数据获得第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2，并采用所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别控制所述功率放大电路。

进一步的，所述温度传感器为两个，分别为第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器接触容纳所述功率放大电路的壳体设置，所述第二温度传感器靠近所述功率放大电路。

进一步的，所述功率放大电路由依次相连的驱动功率放大器和功率放大器组成，所述第一偏置电压V_APC1用于控制所述驱动功率放大器，所述第二偏置电压V_APC2用于控制所述功率放大器。

进一步的，所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2具体为：

V_APC1＝V₁(0)+V(t)+V₁(T₁)

V_APC2＝V₂(0)+V(t)+V₂(T₂)

其中，V₁(0)，V₂(0)分别为第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的初始直流偏置电压，取值2.50V(伏特)；

V(t)为由功率放大电路的工作时间决定的第三补偿电压的补偿函数，单位 V(伏特)；

T₁、T₂分别为第一温度传感器和第二温度传感器的温度实测值，单位°C(摄氏度)；

V₁(T₁)，V₂(T₂)分别为由温度决定的第一补偿电压和功第二补偿电压的温度

t为功率放大电路的每次连续工作时间，单位S(秒)；

V(t)＝-6.67×10^-5t²+2.2×10^-3t-2.5×10^-2 0≤t≤30S

V(t)＝0 t＞30S

再一方面，本申请还提供了一种射频识别读写器，包括壳体，及设置于所述壳体内的如上所述的温度补偿射频放大电路。

基于上述技术方案，由于采用了多个温度传感器对温度进行检测，可以更好的跟随环境及工作温度的变化，进而通过对功率放大电路二级控制达到在温度变化时稳定输出的目的，更进一步的没，在计算偏置电压时加入工作时间决定的补偿函数，使得在超高频射频识别(UHF—RFID)设备在刚开始工作与工作即将结束时也能保持稳定输出，进而更适应高速公路应用领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的温度补偿功率放大方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的温度补偿射频放大电路的模块示意图；

图3为本发明实施例提供的再一温度补偿射频放大电路的模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的一种温度补偿功率放大方法，包括：

步骤101：获取至少两个温度传感器的温度数据，其中至少一个所述温度传感器靠近所述功率放大电路；

可以理解的，多个温度传感器中，至少有一个设置在功率放大电路附近以获得功率放大电路的工作温度，其他温度传感器可以分布设置以根据环境温度对工作温度进行补充。

本实施例中，温度传感器为两个，分别为第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器接触容纳所述功率放大电路的壳体设置，所述第二温度传感器靠近所述功率放大电路。

功率放大电路工作时，其本身工作温度和环境温度存在明显的温度差，因此对其工作温度和环境温度要分别进行测量，一个温度传感器接触容纳所述功率放大电路的壳体设置，此温度传感器能很好跟踪环境的温度变化；另一个安置于功率放大电路附近以检测功率放大电路的自身温度，此温度传感器能很好的跟踪工作时功率放大电路的温度变化特性

步骤102：根据至少两个所述温度传感器的温度数据获得第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2；

将已经获得两个温度传感器输出的模拟信号作为计算第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的输入；

具体为：

V_APC1＝V₁(0)+V₁(T₁)

V_APC2＝V₂(0)+V₂(T₂)

其中，V₁(0)，V₂(0)分别为第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的初始直流偏置电压，取值2.50V(伏特)；

T₁、T₂分别为第一温度传感器和第二温度传感器的温度实测值，单位°C(摄氏度)；

V₁(T₁)，V₂(T₂)分别为由温度决定的第一补偿电压和功第二补偿电压的温度 补偿函数，单位V(伏特)；

步骤103：采用所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别控制功率放大电路。

功率放大电路包括驱动功率放大器和功率放大器，驱动功率放大器主要将较小的信号进一步放大，具有电压增益和功率增益特性，其增益为20dB受第一偏置电压V_APC1控制；功率放大器进一步将信号功率放大，放大到所需的功率数值，其增益为10dB、并且增益受控于二偏置电压V_APC2；采用分离的第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别对驱动功率放大器和功率放大器控制，可以更精确的对功率放大电路进行控制，使其输出功率稳定。

基于上述技术方案，由于采用了多个温度传感器对温度进行检测，可以更好的跟随环境及工作温度的变化，进而通过对功率放大电路二级控制达到在温度变化时稳定输出的目的。

再一个实施例中，

步骤102：根据至少两个所述温度传感器的温度数据获得第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2，其中和上一实施例中对应的，还可以对第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2计算进行时间修正，具体修正后的第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2为：

V_APC1＝V₁(0)+V(t)+V₁(T₁)

V_APC2＝V₂(0)+V(t)+V₂(T₂)

其中，V₁(0)，V₂(0)分别为第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的初始直流偏置电压，取值2.50V(伏特)；

V(t)为由功率放大电路的工作时间决定的第三补偿电压的补偿函数，单位V(伏特)；

T₁、T₂分别为第一温度传感器和第二温度传感器的温度实测值，单位°C(摄氏度)；

V₁(T₁)，V₂(T₂)分别为由温度决定的第一补偿电压和功第二补偿电压的温度 补偿函数，单位V(伏特)；

t为功率放大电路的每次连续工作时间，单位S(秒)；

V(t)＝-6.67×10^-5t²+2.2×10^-3t-2.5×10^-2 0≤t≤30S

V(t)＝0 t＞30S

基于上述技术方案，除了对温度精确跟踪外，更进一步的没，在计算偏置电压时加入工作时间决定的补偿函数，使得在超高频射频识别(UHF—RFID)设备在刚开始工作与工作即将结束时也能保持稳定输出，进而更适应高速公路应用领域。

另一方面，本发明还提供了一种如图2所示的温度补偿射频放大电路，包括至少两个温度传感器，和所述至少两个温度传感器相连的控制装置，和所述控制装置相连的功率放大电路，其中，

至少一个所述温度传感器靠近所述功率放大电路，所述控制装置用于根据至少两个所述温度传感器的温度数据获得第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2，并采用所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别控制所述功率放大电路。

再一个实施例中，如图3所示，所述温度传感器为两个，分别为第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器接触容纳所述功率放大电路的壳体设置，所述第二温度传感器靠近所述功率放大电路。

所述功率放大电路由依次相连的驱动功率放大器和功率放大器组成，驱动功率放大器主要将较小的信号进一步放大，具有电压增益和功率增益特性，其增益为20dB受第一偏置电压V_APC1控制；功率放大器进一步将信号功率放大，放大到所需的功率数值，其增益为10dB、并且增益受控于二偏置电压V_APC2。

第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2具体为：

V_APC1＝V₁(0)+V(t)+V₁(T₁)

V_APC2＝V₂(0)+V(t)+V₂(T₂)

其中，V₁(0)，V₂(0)分别为第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的初始直 流偏置电压，取值2.50V(伏特)；

V(t)为由功率放大电路的工作时间决定的第三补偿电压的补偿函数，单位V(伏特)；

T₁、T₂分别为第一温度传感器和第二温度传感器的温度实测值，单位°C(摄氏度)；

V₁(T₁)，V₂(T₂)分别为由温度决定的第一补偿电压和功第二补偿电压的温度补偿函数，单位V(伏特)；

t为功率放大电路的每次连续工作时间，单位S(秒)；

V(t)＝-6.67×10^-5t²+2.2×10^-3t-2.5×10^-2 0≤t≤30S

V(t)＝0 t＞30S

基于上述技术方案，由于采用了多个温度传感器对温度进行检测，可以更好的跟随环境及工作温度的变化，进而通过对功率放大电路二级控制达到在温度变化时稳定输出的目的。

此外除了对温度精确跟踪外，更进一步的没，在计算偏置电压时加入工作时间决定的补偿函数，使得在超高频射频识别(UHF—RFID)设备在刚开始工作与工作即将结束时也能保持稳定输出，进而更适应高速公路应用领域。

再一个实施例中，本发明还提供了一种射频识别读写器，包括壳体，及设置于所述壳体内的如上所述的温度补偿射频放大电路。可以理解的，本实施例中温度补偿射频放大电路中的一个温度传感器设置在温度补偿射频放大电路附近，再一个温度传感器贴合射频识别读写器的壳体设置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性 地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种温度补偿功率放大方法，其特征在于，所述方法包括：

获取至少两个温度传感器的温度数据，其中至少一个所述温度传感器靠近功率放大电路；

根据至少两个所述温度传感器的温度数据获得第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2；

采用所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别控制功率放大电路；

所述采用所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别控制功率放大电路步骤具体为：

所述功率放大电路包括驱动功率放大器和功率放大器，所述第一偏置电压V_APC1用于控制所述驱动功率放大器，所述第二偏置电压V_APC2用于控制所述功率放大器；

所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2具体为：

V_APC1＝V₁(0)+V₁(T₁)；

V_APC2＝V₂(0)+V₂(T₂)；

其中，V₁(0)，V₂(0)分别为第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的初始直流偏置电压，取值2.50V；

T₁、T₂分别为第一温度传感器和第二温度传感器的温度实测值，单位℃；

V₁(T₁)，V₂(T₂)分别为由温度决定的第一补偿电压和功第二补偿电压的温度补偿函数，单位V；

2.根据权利要求1所述的温度补偿功率放大方法，其特征在于，所述温度传感器为两个，分别为第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器接触容纳所述功率放大电路的壳体设置，所述第二温度传感器靠近所述功率放大电路。

3.根据权利要求1所述的温度补偿功率放大方法，其特征在于，所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2具体为：

V_APC1＝V₁(0)+V(t)+V₁(T₁)；

V_APC2＝V₂(0)+V(t)+V₂(T₂)；

其中，V₁(0)，V₂(0)分别为第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的初始直流偏置电压，取值2.50V；

V(t)为由功率放大电路的工作时间决定的第三补偿电压的补偿函数，单位V；

T₁、T₂分别为第一温度传感器和第二温度传感器的温度实测值，单位℃；

V₁(T₁)，V₂(T₂)分别为由温度决定的第一补偿电压和功第二补偿电压的温度补偿函数，单位V；

t为功率放大电路的每次连续工作时间，单位S；

V(t)＝-6.67×10^-5t²+2.2×10^-3t-2.5×10^-2，0≤t≤30S；

V(t)＝0，t>30S。

4.一种温度补偿射频放大电路，其特征在于，包括至少两个温度传感器，和所述至少两个温度传感器相连的控制装置，和所述控制装置相连的功率放大电路，至少一个所述温度传感器靠近所述功率放大电路，其中，

至少一个所述温度传感器靠近所述功率放大电路，所述控制装置用于根据至少两个所述温度传感器的温度数据获得第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2，并采用所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2分别控制所述功率放大电路；

所述功率放大电路由依次相连的驱动功率放大器和功率放大器组成，所述第一偏置电压V_APC1用于控制所述驱动功率放大器，所述第二偏置电压V_APC2用于控制所述功率放大器；

所述第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2具体为：

V_APC1＝V₁(0)+V(t)+V₁(T₁)；

V_APC2＝V₂(0)+V(t)+V₂(T₂)；

其中，V₁(0)，V₂(0)分别为第一偏置电压V_APC1和第二偏置电压V_APC2的初始直流偏置电压，取值2.50V；

V(t)为由功率放大电路的工作时间决定的第三补偿电压的补偿函数，单位V；

T₁、T₂分别为第一温度传感器和第二温度传感器的温度实测值，单位℃；

V₁(T₁)，V₂(T₂)分别为由温度决定的第一补偿电压和功第二补偿电压的温度补偿函数，单位V；

t为功率放大电路的每次连续工作时间，单位S；

V(t)＝-6.67×10^-5t²+2.2×10^-3t-2.5×10^-2，0≤t≤30S；

V(t)＝0，t>30S。

5.根据权利要求4所述的温度补偿射频放大电路，其特征在于，所述温度传感器为两个，分别为第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器接触容纳所述功率放大电路的壳体设置，所述第二温度传感器靠近所述功率放大电路。

6.一种射频识别读写器，其特征在于，包括壳体，及设置于所述壳体内的如权利要求4-5任一项所述的温度补偿射频放大电路。