CN106067772B - 一种射频模块的增益补偿方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频模块的增益补偿方法与装置,该方法包括:获取第一功率值和第二功率值;根据所述第一功率和所述输第二功率计算当前增益值,并计算所述当前增益值和初始增益值的差值;当所述差值的绝对值大于或等于D1时,控制射频衰减器的衰减量增加或减少若干个D1,以使所述差值的绝对值小于所述D1;当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1时,控制PIN二极管的衰减量增加或减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;D1为所述射频衰减器的最小衰减精度,D2为所述PIN二极管的最小衰减精度,D2小于D1。本发明能够在保证在保证有足够大的射频增益补偿范围的情况下,提高射频增益补偿的精度。
Description
技术领域
本发明涉及射频技术领域,尤其涉及一种射频模块的增益补偿方法与装置。
背景技术
射频(Radio Frequency:RF)专指具有一定波长可用于无线电通信的电磁波。用来产生射频的高频电路成为射频电路,基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的。随着通信技术的发展,通信设备所用频率日益提高,射频(RF)和微波(MW)电路在通信***中广泛应用,射频电路设计领域得到了工业界的特别关注。
在射频,微波通信的有源发射\接收***及LNA(低噪放)、PA(功放)***中,其增益及输出功率,驻波比等主要射频特性、指标随着环境温度的改变而改变,尤其在恶劣的室外环境下工作及开机之后短期或处于长期发热工作状态的有源***,其射频特性、指标和稳定性受到了严重影响,严重时会导致***不能正常工作。
解决射频、微波通信***的射频特性的稳定问题比设计射频、微波***的增益和输出功率要复杂的多,一般情况下,温度越高,***的增益和输出功率会变越小;温度越低,***增益和输出功率会变大,即***增益和输出功率随温度变化而变化,影响***的稳定。
现有的射频增益补偿都是通过射频衰减器进行补偿。射频衰减器是一种射频能量损耗性射频元器件,通过控制引脚的控制功能能实现0.5dB——31.5dB的射频衰减。射频增益补偿的精度取决于射频衰减器的最小步进,目前射频器件厂家的射频衰减器最小步进为0.5dB,无法再精确。
发明内容
本发明实施例提出一种射频模块的增益补偿方法与装置,能够在保证在保证有足够大的射频增益补偿范围的情况下,提高射频增益补偿的精度。
本发明实施例一方面提供一种射频模块的增益补偿方法,包括:
获取第一功率值和第二功率值;所述第一功率值为射频模块的前级模块的输出信号的功率值,所述第二功率值为所述射频模块的输出信号的功率值;所述前级模块的输出端与所述射频模块的输入端通过由射频衰减器和PIN二极管组成的串联电路连接;
根据所述第一功率和所述输第二功率计算当前增益值,并计算所述当前增益值和初始增益值的差值;
当所述差值的绝对值大于或等于D1时,控制射频衰减器的衰减量增加或减少若干个D1,以使所述差值的绝对值小于所述D1;
当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1时,控制PIN二极管的衰减量增加或减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
其中,D1为所述射频衰减器的最小衰减精度,D2为所述PIN二极管的最小衰减精度,D2小于D1;所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于D1。
作为更优选地,所述增益补偿方法还包括:
设置所述射频衰减器的初始衰减量为所述射频衰减器的最大衰减量的一半。
作为更优选地,所述增益补偿方法还包括:
设置所述PIN二极管的初始衰减量为D1;且所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于两倍的D2。
作为更优选地,所述当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1时,控制PIN二极管的衰减量增加或减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2,具体包括:
当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为正值时,判断所述PIN二极管的可增加的衰减量是否大于所述差值的绝对值;
当所述PIN二极管的可增加的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
当所述PIN二极管的可增加的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量增加一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量减小若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为负值时,判断所述PIN二极管的可减小的衰减量是否大于所述差值的绝对值;
当所述PIN二极管的可减小的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量减小若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
当所述PIN二极管的可减小的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量减小一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2。
作为更优选地,所述获取第一功率值和第二功率值具体包括:
通过连接于所述前级模块的输出端的第一功率检测器来获取所述第一功率值;
通过连接于所述射频模块的输出端的第二功率检测器来获取所述第二功率值。
另一方面,本发明实施例提供一种射频模块的增益补偿装置,包括:
功率获取模块,用于获取第一功率值和第二功率值;所述第一功率值为射频模块的前级模块的输出信号的功率值,所述第二功率值为所述射频模块的输出信号的功率值;所述前级模块的输出端与所述射频模块的输入端通过由射频衰减器和PIN二极管组成的串联电路连接;
计算模块,用于根据所述第一功率和所述输第二功率计算当前增益值,并计算所述当前增益值和初始增益值的差值;
第一控制模块,用于当所述差值的绝对值大于或等于D1时,控制射频衰减器的衰减量增加或减少若干个D1,以使所述差值的绝对值小于所述D1;
第二控制模块,用于当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1时,控制PIN二极管的衰减量增加或减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
其中,D1为所述射频衰减器的最小衰减精度,D2为所述PIN二极管的最小衰减精度,D2小于D1;所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于D1。
作为更优选地,所述增益补偿装置还包括:
第一设置模块,用于设置所述射频衰减器的初始衰减量为所述射频衰减器的最大衰减量的一半。
作为更优选地,所述增益补偿装置还包括:
第二设置模块,用于设置所述PIN二极管的初始衰减量为D1;且所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于两倍的D2。
作为更优选地,所述第二控制模块具体包括:
第一判断单元,用于当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为正值时,判断所述PIN二极管的可增加的衰减量是否大于所述差值的绝对值;
第一控制单元,用于当所述PIN二极管的可增加的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
第二控制单元,用于当所述PIN二极管的可增加的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量增加一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
第二判断单元,用于当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为负值时,判断所述PIN二极管的可减小的衰减量是否大于所述差值的绝对值;
第三控制单元,用于当所述PIN二极管的可减小的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量减小若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
第四控制单元,用于当所述PIN二极管的可减小的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量减小一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2。
作为更优选地,所述功率获取模块具体包括:
第一功率获取单元,用于通过连接于所述前级模块的输出端的第一功率检测器来获取所述第一功率值;
第二功率获取单元,用于通过连接于所述射频模块的输出端的第二功率检测器来获取所述第二功率值。
相比于现有技术,本发明的有益效果在于:本发明所提供的射频模块的增益补偿方法,引入了射频衰减器和PIN二极管相结合的补偿方式,射频衰减器衰减范围比较大,目前厂商推出的射频衰减器芯片衰减范围可以达到31.5dB,但是衰减精度不够,最小步进只能是0.5dB;PIN二极管虽然衰减范围不如射频衰减器大,但是衰减精度由电压控制,最小衰减精度可以小于0.1dB。本发明引入了一个射频衰减器,可以使射频***的补偿范围达到±16dB。通过结合射频衰减器和PIN二极管,能够获得较大的补充范围,同时获得较高的精度。同时,本发明还提供一种执行上述方法的射频模块的增益补偿装置。
附图说明
图1是本发明实施例提供的射频模块的增益补偿方法的流程示意图。
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作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。
参见图1,是本发明实施例提供的射频模块的增益补偿方法的流程示意图,该方法包括以下步骤:
S1,获取第一功率值和第二功率值;所述第一功率值为射频模块的前级模块的输出信号的功率值,所述第二功率值为所述射频模块的输出信号的功率值;所述前级模块的输出端与所述射频模块的输入端通过由射频衰减器和PIN二极管组成的串联电路连接;
S2,根据所述第一功率和所述输第二功率计算当前增益值,并计算所述当前增益值和初始增益值的差值;
S3,当所述差值的绝对值大于或等于D1时,控制射频衰减器的衰减量增加或减少若干个D1,以使所述差值的绝对值小于所述D1;
S4,当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1时,控制PIN二极管的衰减量增加或减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
其中,D1为所述射频衰减器的最小衰减精度,D2为所述PIN二极管的最小衰减精度,D2小于D1;所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于D1。
普通的二极管由PN结组成。在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层,组成的这种P-I-N结构的二极管就是PIN二极管。
微波开关利用PIN管在直流正,反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性,实现了控制微波信号通道转换作用。PIN二极管的直流伏安特性和PN结二极管是一样的,但是在微波频段却有根本的差别。由于PIN二极I层的总电荷主要由偏置电流产生。而不是由微波电流瞬时值产生,所以其对微波信号只呈现一个线性电阻。此阻值由直流偏置决定,正偏时阻值小,接近于短路,反偏时阻值大,接近于开路。因此PIN二极对微波信号不产生非线性整流作用,这是和一般二极管的根本区别,所以它很适合于做微波控制器件。
因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用。它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中。PIN二极管的最小衰减精度可以达到0.1dB,即D2为0.1dB。
在本实施例中,射频衰减器的衰减范围为0~31.5dB,射频衰减器的最小衰减精度D1为0.5dB。
作为更优选地,所述方法还包括设置所述射频衰减器的初始衰减量为所述射频衰减器的最大衰减量的一半,可以得到最大的衰减范围。
作为更优选地,所述增益补偿方法还包括:
设置所述PIN二极管的初始衰减量为D1;且所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于两倍的D2,可以保证PIN二极管可以提供-D1~+D1之间的增益变化。
作为更优选地,所述S4具体包括:
当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为正值时,判断所述PIN二极管的可增加的衰减量是否大于所述差值的绝对值;
当所述PIN二极管的可增加的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
当所述PIN二极管的可增加的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量减小一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为负值时,判断所述PIN二极管的可减小的衰减量是否大于所述差值的绝对值;
当所述PIN二极管的可减小的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量减小若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
当所述PIN二极管的可减小的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量增加一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量减小若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2。
上述步骤S4的更优选方式的意思是,当所述PIN二极管已达到最大可调的位置(最大值或最小值)时,无法进一步增加衰减量或减小衰减量,此时可以通过向射频衰减器“借位”,从而保证可以通过调节PIN二极管来使得最终的差值的绝对值小于D2。
作为更优选地,所述获取第一功率值和第二功率值具体包括:
通过连接于所述前级模块的输出端的第一功率检测器来获取所述第一功率值;
通过连接于所述射频模块的输出端的第二功率检测器来获取所述第二功率值。
另一方面,本发明实施例提供一种射频模块的增益补偿装置,包括:
功率获取模块,用于获取第一功率值和第二功率值;所述第一功率值为射频模块的前级模块的输出信号的功率值,所述第二功率值为所述射频模块的输出信号的功率值;所述前级模块的输出端与所述射频模块的输入端通过由射频衰减器和PIN二极管组成的串联电路连接;
计算模块,用于根据所述第一功率和所述输第二功率计算当前增益值,并计算所述当前增益值和初始增益值的差值;
第一控制模块,用于当所述差值的绝对值大于或等于D1时,控制射频衰减器的衰减量增加或减少若干个D1,以使所述差值的绝对值小于所述D1;
第二控制模块,用于当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1时,控制PIN二极管的衰减量增加或减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
其中,D1为所述射频衰减器的最小衰减精度,D2为所述PIN二极管的最小衰减精度,D2小于D1;所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于D1。
作为更优选地,所述增益补偿装置还包括:
第一设置模块,用于设置所述射频衰减器的初始衰减量为所述射频衰减器的最大衰减量的一半。
作为更优选地,所述增益补偿装置还包括:
第二设置模块,用于设置所述PIN二极管的初始衰减量为D1;且所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于两倍的D2。
作为更优选地,所述第二控制模块具体包括:
第一判断单元,用于当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为正值时,判断所述PIN二极管的可增加的衰减量是否大于所述差值的绝对值;
第一控制单元,用于当所述PIN二极管的可增加的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
第二控制单元,用于当所述PIN二极管的可增加的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量增加一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
第二判断单元,用于当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为负值时,判断所述PIN二极管的可减小的衰减量是否大于所述差值的绝对值;
第三控制单元,用于当所述PIN二极管的可减小的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量减小若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
第四控制单元,用于当所述PIN二极管的可减小的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量减小一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2。
作为更优选地,所述功率获取模块具体包括:
第一功率获取单元,用于通过连接于所述前级模块的输出端的第一功率检测器来获取所述第一功率值;
第二功率获取单元,用于通过连接于所述射频模块的输出端的第二功率检测器来获取所述第二功率值。
相比于现有技术,本发明的有益效果在于:本发明所提供的射频模块的增益补偿方法,引入了射频衰减器和PIN二极管相结合的补偿方式,射频衰减器衰减范围比较大,目前厂商推出的射频衰减器芯片衰减范围可以达到31.5dB,但是衰减精度不够,最小步进只能是0.5dB;PIN二极管虽然衰减范围不如射频衰减器大,但是衰减精度由电压控制,最小衰减精度可以小于0.1dB。本发明引入了一个射频衰减器,可以使射频***的补偿范围达到±16dB。通过结合射频衰减器和PIN二极管,能够获得较大的补充范围,同时获得较高的精度。同时,本发明还提供一种执行上述方法的射频模块的增益补偿装置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)等。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种射频模块的增益补偿方法,其特征在于,包括:
获取第一功率值和第二功率值;所述第一功率值为射频模块的前级模块的输出信号的功率值,所述第二功率值为所述射频模块的输出信号的功率值;所述前级模块的输出端与所述射频模块的输入端通过由射频衰减器和PIN二极管组成的串联电路连接;
根据所述第一功率和所述第二功率计算当前增益值,并计算所述当前增益值和初始增益值的差值;
当所述差值的绝对值大于或等于D1时,控制射频衰减器的衰减量增加或减少若干个D1,以使所述差值的绝对值小于所述D1;
当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1时,控制PIN二极管的衰减量增加或减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
其中,D1为所述射频衰减器的最小衰减精度,D2为所述PIN二极管的最小衰减精度,D2小于D1;所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于D1;
所述当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1时,控制PIN二极管的衰减量增加或减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2,具体包括:
当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为正值时,判断所述PIN二极管的可增加的衰减量是否大于或等于所述差值的绝对值;
当所述PIN二极管的可增加的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
当所述PIN二极管的可增加的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量增加一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量减小若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为负值时,判断所述PIN二极管的可减小的衰减量是否大于或等于所述差值的绝对值;
当所述PIN二极管的可减小的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量减小若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
当所述PIN二极管的可减小的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量减小一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2。
2.如权利要求1所述的射频模块的增益补偿方法,其特征在于,所述增益补偿方法还包括:
设置所述射频衰减器的初始衰减量为所述射频衰减器的最大衰减量的一半。
3.如权利要求1或2所述的射频模块的增益补偿方法,其特征在于,所述增益补偿方法还包括:
设置所述PIN二极管的初始衰减量为D1;且所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于两倍的D2。
4.如权利要求1所述的射频模块的增益补偿方法,其特征在于,所述获取第一功率值和第二功率值具体包括:
通过连接于所述前级模块的输出端的第一功率检测器来获取所述第一功率值;
通过连接于所述射频模块的输出端的第二功率检测器来获取所述第二功率值。
5.一种射频模块的增益补偿装置,其特征在于,包括:
功率获取模块,用于获取第一功率值和第二功率值;所述第一功率值为射频模块的前级模块的输出信号的功率值,所述第二功率值为所述射频模块的输出信号的功率值;所述前级模块的输出端与所述射频模块的输入端通过由射频衰减器和PIN二极管组成的串联电路连接;
计算模块,用于根据所述第一功率和所述第二功率计算当前增益值,并计算所述当前增益值和初始增益值的差值;
第一控制模块,用于当所述差值的绝对值大于或等于D1时,控制射频衰减器的衰减量增加或减少若干个D1,以使所述差值的绝对值小于所述D1;
第二控制模块,用于当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1时,控制PIN二极管的衰减量增加或减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
其中,D1为所述射频衰减器的最小衰减精度,D2为所述PIN二极管的最小衰减精度,D2小于D1;所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于D1;
所述第二控制模块具体包括:
第一判断单元,用于当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为正值时,判断所述PIN二极管的可增加的衰减量是否大于或等于所述差值的绝对值;
第一控制单元,用于当所述PIN二极管的可增加的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
第二控制单元,用于当所述PIN二极管的可增加的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量增加一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量减少若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
第二判断单元,用于当所述差值的绝对值大于或等于D2且小于D1,且所述差值为负值时,判断所述PIN二极管的可减小的衰减量是否大于或等于所述差值的绝对值;
第三控制单元,用于当所述PIN二极管的可减小的衰减量大于或等于所述差值的绝对值时,通过控制PIN二极管的衰减量减小若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2;
第四控制单元,用于当所述PIN二极管的可减小的衰减量小于所述差值的绝对值时,通过控制所述射频衰减器的衰减量减小一个D1以及通过控制PIN二极管的衰减量增加若干个D2,以使所述差值的绝对值小于所述D2。
6.如权利要求5所述的射频模块的增益补偿装置,其特征在于,所述增益补偿装置还包括:
第一设置模块,用于设置所述射频衰减器的初始衰减量为所述射频衰减器的最大衰减量的一半。
7.如权利要求5或6所述的射频模块的增益补偿装置,其特征在于,所述增益补偿装置还包括:
第二设置模块,用于设置所述PIN二极管的初始衰减量为D1;且所述PIN二极管的最大衰减量大于或等于两倍的D2。
8.如权利要求5所述的射频模块的增益补偿装置,其特征在于,所述功率获取模块具体包括:
第一功率获取单元,用于通过连接于所述前级模块的输出端的第一功率检测器来获取所述第一功率值;
第二功率获取单元,用于通过连接于所述射频模块的输出端的第二功率检测器来获取所述第二功率值。
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