專(zhuān)利名稱：一種阻抗匹配處理裝置及阻抗匹配處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及阻抗匹配技術(shù)，特別是一種阻抗匹配處理裝置及其阻抗匹配 處理方法。
背景技術(shù)：
阻抗匹配是射頻領(lǐng)域中非常常用的一種技術(shù)，如在設(shè)計(jì)無(wú)線通信器材的 接收/發(fā)送電路時(shí)，必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的阻抗匹配電路，借助阻抗匹配電路的調(diào)整 來(lái)實(shí)現(xiàn)功率放大器和天線電路的阻抗匹配。
WO2005104362-A1的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種解決接收寬頻帶信號(hào)問(wèn)
題的阻抗匹配解決方案，其通過(guò)調(diào)整并聯(lián)諧振電路中的變?nèi)荻O管來(lái)實(shí)現(xiàn)，
然而該方案存在著以下缺點(diǎn)開(kāi)環(huán)無(wú)反饋，無(wú)法自適應(yīng)，同時(shí)諧振電路的頻
帶不寬，調(diào)整范圍不大。
JP11251928-A號(hào)日本專(zhuān)利公開(kāi)了一種解決實(shí)時(shí)調(diào)整無(wú)線接收機(jī)輸入匹配
的問(wèn)題的解決方案，其通過(guò)比較輸入信號(hào)與參考信號(hào)的強(qiáng)弱來(lái)實(shí)時(shí)控制變?nèi)?br> 二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而該方案存在著以下缺點(diǎn)
反饋網(wǎng)路采用模擬電路，由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，不可調(diào)整，不靈活； 僅靠功率檢測(cè)來(lái)調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有考慮到功放的效率； 匹配網(wǎng)絡(luò)是由兩個(gè)電容和一個(gè)電感組成pi型網(wǎng)絡(luò)，匹配范S小。 07-111470號(hào)日本專(zhuān)利公開(kāi)了一種解決如何優(yōu)化調(diào)整接收機(jī)輸入阻抗的
方案，其通過(guò)檢測(cè)輸入信號(hào)下變頻后的強(qiáng)度來(lái)實(shí)時(shí)控制變?nèi)荻O管而調(diào)整輸
入阻抗，然而該方案存在著以下缺點(diǎn)
匹配網(wǎng)絡(luò)是由三個(gè)電容組成T型網(wǎng)絡(luò)，匹配范圍??； 反饋量唯一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種阻抗匹配處理裝置及阻抗匹配處理方法，實(shí) 現(xiàn)自適應(yīng)、全范圍且可調(diào)整的阻抗匹配。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種阻抗匹配處理裝置，連接于功率
放大器和輸出裝置之間，包括
阻抗匹配模塊，包括3個(gè)變?nèi)荻O管和至少一個(gè)固定電感的PI型電路；
功率放大器參數(shù)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)功率放大器的電流和功率；
變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)檢測(cè)到的功率放大器的電流、
功率確定輸入裝置在輸出方向的實(shí)際阻抗，并用于根據(jù)該實(shí)際阻抗和對(duì)應(yīng)的
最佳阻抗產(chǎn)生偏置電壓，輸出到對(duì)應(yīng)變?nèi)荻O管的陰極。
上述的阻抗匹配處理裝置，其中，所述阻抗匹配模塊具體包括
依次串接于功率放大器和輸出裝置之間的第一隔直電容、第二隔直電容、
第一變?nèi)荻O管、第三隔直電容和第四隔直電容；
陽(yáng)極接地，陰極連接于第一隔直電容和第二隔直電容之間的第二變?nèi)荻?br> 極管；
陽(yáng)極接地，陰極連接于第三隔直電容和第四隔直電容之間的第三變?nèi)荻?br> 極管；
一端接地，另一端連接于第一變?nèi)荻O管陽(yáng)極的第二電感； 固定電感，連接第一變?nèi)荻O管的陰極與第三隔直電容。 上述的阻抗匹配處理裝置，其中，所述阻抗匹配模塊具體包括
依次串接于功率放大器和輸出裝置之間的第一隔直電容、第二隔直電容、
第一變?nèi)荻O管、第三隔直電容和第四隔直電容；
陽(yáng)極接地，陰極連接于第一隔直電容和第二隔直電容之間的第二變?nèi)荻?br> 極管；
陽(yáng)極接地，陰極連接于第三隔直電容和第四隔直電容之間的第三變?nèi)荻?br> 極管；
一端接地，另一端連接于第一變?nèi)荻O管陽(yáng)極的第二電感； 一第一固定電感， 一端連接于第二變?nèi)荻O管的陽(yáng)極， 一端接地； 一第二固定電感， 一端連接于第三變?nèi)荻O管的陽(yáng)極， 一端接地。 上述的阻抗匹配處理裝置，其中，還包括
微調(diào)處理模塊，用于在檢測(cè)到的功率放大器的電流和功率的誤差在預(yù)定 范圍之內(nèi)時(shí)，根據(jù)電流和功率的變化進(jìn)行微調(diào)處理。
上述的阻抗匹配處理裝置，其中，還包括
用戶提醒單元，用于在檢測(cè)到的功率或者電流比正常環(huán)境大時(shí)通知用戶， 和/或用于提醒用戶當(dāng)前輻射功率。
為了更好的實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明還提供了一種阻抗匹配處理方法， 包括
步驟A，檢測(cè)功率放大器的電流和功率；
步驟B，根據(jù)檢測(cè)到的功率放大器的電流、功率確定輸入裝置在輸出方 向的實(shí)際阻抗，并用于根據(jù)該實(shí)際阻抗和對(duì)應(yīng)的最佳阻抗確定并產(chǎn)生3個(gè)變?nèi)?二極管的偏置電壓；
步驟C，步驟B中產(chǎn)生的偏置電壓控制由3個(gè)變?nèi)荻O管和至少一個(gè)固定
電感組成的PI型電路中的變?nèi)荻O管的直流偏置，進(jìn)行阻抗調(diào)整。
上述的阻抗匹配處理方法，其中，所述PI型電路具體包括-依次串接于功率放大器和輸出裝置之間的第一隔直電容、第二隔直電容、
第一變?nèi)荻O管、第三隔直電容和第四隔直電容；
陽(yáng)極接地，陰極連接于第一隔直電容和第二隔直電容之間的第二變?nèi)荻?br> 極管；
陽(yáng)極接地，陰極連接于第三隔直電容和第四隔直電容之間的第三變?nèi)荻?極管；
一端接地，另一端連接于第一變?nèi)荻O管陽(yáng)極的第二電感； 固定電感，連接第一變?nèi)荻O管的陰極與第三隔直電容。 上述的阻抗匹配處理方法，其中，所述PI型電路具體包括-依次串接于功率放大器和輸出裝置之間的第一隔直電容、第二隔直電容、 第一變?nèi)荻O管、第三隔直電容和第四隔直電容；
陽(yáng)極接地，陰極連接于第一隔直電容和第二隔直電容之間的第二變?nèi)荻?br> 極管；
陽(yáng)極接地，陰極連接于第三隔直電容和第四隔直電容之間的第三變?nèi)荻?br> 極管；
一端接地，另一端連接于第一變?nèi)荻O管陽(yáng)極的第二電感；
一第一固定電感， 一端連接于第二變?nèi)荻O管的陽(yáng)極， 一端接地；
一第二固定電感， 一端連接于第三變?nèi)荻O管的陽(yáng)極， 一端接地。 上述的阻抗匹配處理方法，其中，所述步驟B具體包括
步驟B1，獲取功率放大器的smith圖數(shù)據(jù)；
步驟B2，根據(jù)檢測(cè)的功率放大器的電流和功率值和功率放大器的smith 圖數(shù)據(jù)獲取輸出裝置往輸出方向的實(shí)際阻抗；
步驟B3，根據(jù)預(yù)定的需求功率和保存的功率放大器的smith圖數(shù)據(jù)獲取輸 出裝置往輸出方向的最優(yōu)阻抗；
步驟B4，確定阻抗匹配模塊中變?nèi)荻O管及固定電感的參數(shù)值，所述參 數(shù)用于調(diào)整輸出裝置往輸出方向的實(shí)際阻抗，使之達(dá)到最優(yōu)阻抗；
步驟B5，根據(jù)得到的變?nèi)荻O管及固定電感的參數(shù)值結(jié)合變?nèi)荻O管的 電容-電壓曲線獲取變?nèi)荻O管的偏置電壓；
步驟B6，根據(jù)變?nèi)荻O管的偏置電壓和PWM方波的幅值確定占空比后， 對(duì)應(yīng)產(chǎn)生PWM方波，并進(jìn)行低通、高頻抑制處理。
本發(fā)明的阻抗匹配處理裝置和阻抗匹配處理方法中，首先通過(guò)變?nèi)荻O 管和固定的電感結(jié)合，實(shí)現(xiàn)既可以是等效電容，又可以是等效電感的阻抗匹 配電路，因此可以實(shí)現(xiàn)全范圍的阻抗匹配；其次，本發(fā)明利用實(shí)時(shí)檢測(cè)的功 率放大器的電流和功率作為反饋參數(shù)，進(jìn)而確定變?nèi)荻O管的偏置電壓，可 以進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整；最后，相對(duì)于MEMS (微電子機(jī)械開(kāi)關(guān))類(lèi)的阻抗匹配， 本發(fā)明的裝置和方法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的阻抗匹配處理裝置的結(jié)構(gòu)圖2為本發(fā)明的阻抗匹配模塊的結(jié)構(gòu)圖3為本發(fā)明的變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊的結(jié)構(gòu)圖4為本發(fā)明的功率放大器電流檢測(cè)子模塊的結(jié)構(gòu)圖5為本發(fā)明的功率放大器功率檢測(cè)子模塊的結(jié)構(gòu)圖6為本發(fā)明的阻抗匹配處理方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明基于以下的核心思想來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配處理裝置及其阻抗匹配處理 方法
1、 采用變?nèi)荻O管和固定的電感結(jié)合，實(shí)現(xiàn)既可以是等效電容，又可以 是等效電感的全范圍阻抗匹配電路；
2、 實(shí)時(shí)檢測(cè)功率放大器的電流和功率，并利用檢測(cè)到的功率放大器的電 流和功率來(lái)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的變?nèi)荻O管的偏置電壓，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)阻抗匹配。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖l為本發(fā)明的阻抗匹配處理裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該阻抗匹配處 理裝置連接于功率放大器和輸出裝置(如天線開(kāi)關(guān))之間，包括
功率放大器參數(shù)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)功率放大器的電流和功率；
變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)檢測(cè)到的功率放大器的電流、 功率確定輸入裝置在輸出方向的實(shí)際阻抗，并用于根據(jù)該實(shí)際阻抗和對(duì)應(yīng)的 最佳阻抗確定并產(chǎn)生變?nèi)荻O管的偏置電壓；
阻抗匹配模塊，為3個(gè)變?nèi)荻O管和至少一個(gè)固定電感組成的PI型匹配電 路，變?nèi)荻O管根據(jù)變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊發(fā)送的偏置電壓進(jìn)行阻抗 調(diào)整。
本發(fā)明的阻抗匹配處理裝置中的阻抗匹配模塊如圖2所示，包括 依次串接于功率放大器和輸出裝置之間的第一隔直電容C1、第二隔直電
容C2、第一變?nèi)荻O管D2、第三隔直電容C3和第四隔直電容C4;
陽(yáng)極接地，陰極連接于第一隔直電容C1和第二隔直電容C2之間的第二變
容二極管D1;
陽(yáng)極接地，陰極連接于第三隔直電容C3和第四隔直電容C4之間的第三變 容二極管D3;
一端接地，另一端連接于第一變?nèi)荻O管D2陽(yáng)極的第二電感L2，其為第 一變?nèi)荻O管D2提供直流回路。
在前面提到過(guò)，本發(fā)明利用變?nèi)荻O管和固定的電感結(jié)合，實(shí)現(xiàn)既可以 是等效電容，又可以是等效電感的全范圍阻抗匹配電路，因此，阻抗匹配模 塊必然還至少包括一固定電感，與變?nèi)荻O管串接。
在此，為實(shí)現(xiàn)低通阻抗匹配(如用于手機(jī)，抑制GSM、 DCS的二次諧波)， 則該固定電感L1連接于第一變?nèi)荻O管D2的陰極與第三隔直電容C3之間，如 圖2所示。
在此，為實(shí)現(xiàn)高通阻抗匹配，則一個(gè)固定電感連接于第二變?nèi)荻O管D1 的陽(yáng)極和接地端之間，另一個(gè)固定電感連接于第三變?nèi)荻O管D3的陽(yáng)極和接 地端之間。
當(dāng)然，也可以3個(gè)變?nèi)荻O管都串接一個(gè)固定電感。
上述3個(gè)變?nèi)荻O管的陰極與變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊連接，其直流
偏置被變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊控制。
下面對(duì)本發(fā)明的阻抗匹配處理裝置中的變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn) 行詳細(xì)描述。
如圖3所示，變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊具體包括
功率放大器smith圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)功率放大器不同頻率的阻 抗、功率、效率的smith圖的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以以數(shù)組方式保存；
實(shí)際阻抗確定模塊，用于根據(jù)檢測(cè)到的功率放大器的電流和功率査找功 率放大器的smMi圖數(shù)據(jù)，確定輸入裝置在輸出方向的實(shí)際阻抗；
最優(yōu)阻抗確定模塊，用于根據(jù)預(yù)定的需求功率和smith圖數(shù)據(jù)確定最優(yōu)阻
抗；
電容及電感參數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)功率放大器的smith阻抗圖的數(shù)據(jù)獲取實(shí) 際阻抗和最優(yōu)阻抗之間的最優(yōu)路徑，并計(jì)算該最優(yōu)路徑的電容和電感值；
PWM波產(chǎn)生模塊，根據(jù)電容、電感值的計(jì)算結(jié)果確定變?nèi)荻O管的偏置 電壓，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的PWM方波，濾波成直流后輸出到對(duì)應(yīng)變?nèi)荻O管的陰極。
其中
確定電容和電感值后，即可根據(jù)變?nèi)莨艿碾娙?電壓曲線計(jì)算出相應(yīng)的偏 置電壓；
該P(yáng)WM方波為脈沖寬度可調(diào)的方波，利用由電阻和電容組成的低通網(wǎng)絡(luò) 的處理后，只需要普通的IO口就可以產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的直流電壓，可調(diào)的分辨 率不象DAC受位數(shù)影響。比如方波峰值為1.8V，為了達(dá)到0.7V的變?nèi)荻O管 的偏置電壓，方波的占空比約60%;
同時(shí)，PWM方波由DBB內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生中斷，頻率可以如40KHz，在每 次中斷時(shí)隙內(nèi)，計(jì)數(shù)器與溢出寄存器相比較，如果大于等于該值，則輸出翻 轉(zhuǎn)一次，該寄存器的值反映了脈沖的寬度。
其中，該P(yáng)WM波產(chǎn)生模塊中對(duì)應(yīng)于每一個(gè)產(chǎn)生的PWM方波在經(jīng)過(guò)由電阻和電容組成的低通網(wǎng)絡(luò)的處理后，再由電感進(jìn)行高頻抑制處理，最后輸出 到變?nèi)荻O管的陰極。
本發(fā)明的阻抗匹配處理裝置中的功率放大器參數(shù)檢測(cè)模塊包括功率放大 器電流檢測(cè)子模塊和功率放大器功率檢測(cè)子模塊，其中
功率放大器電流檢測(cè)子模塊如圖4所示，包括
采樣電阻，與功率放大器串聯(lián)；
差分放大器，用于對(duì)采樣電阻進(jìn)行電壓采樣后，將采樣電壓放大輸出；
電流映射計(jì)算器，用于根據(jù)差分放大器輸出的放大后的電壓與采樣電阻 的電阻值計(jì)算功率放大器電流。
例如，假設(shè)采樣電阻為0.01歐姆，而差分放大器檢測(cè)到的電壓為0.01伏特， 則可以確定功率放大器的電流為l安培。
其中，圖2描述的僅僅是一種功率放大器電流的檢測(cè)方式，還可以釆用非 接觸式電流檢測(cè)，如采用霍爾器件也可以得出相應(yīng)的電流大小。當(dāng)然，還有 一些現(xiàn)有的技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)電流的檢測(cè)，由于為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟悉， 在此不再贅述。
功率放大器功率檢測(cè)子模塊如圖5所示，包括
微帶耦合器，與天線耦合；
二極管檢波器，用于獲取微帶耦合器的功率值的采樣樣本，并建立耦合 功率和實(shí)際功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
功率計(jì)算模塊，用于根據(jù)耦合功率與實(shí)際功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及檢測(cè)到的
偶合功率獲取功率放大器的輸出功率。
在此，為了使得主通道的射頻信號(hào)不受影響，耦合器的耦合系數(shù)越小越 好，但是，如過(guò)耦合系數(shù)太小，會(huì)影響功率檢測(cè)的精度，綜合兩者因素的考 慮，本發(fā)明采用的耦合系數(shù)在0.001到0.005間。
同時(shí)，考慮到采樣的精度，為獲取比較精確的實(shí)際輸出功率，采樣多次 采樣取平均值。
同時(shí)，本發(fā)明的阻抗匹配處理裝置還可包括-
一微調(diào)處理模塊，用于在檢測(cè)到的功率放大器的電流和功率的誤差在預(yù)定范圍之內(nèi)時(shí)(如平均電流誤差在10%以內(nèi)、功率誤差在ldB以內(nèi))，根據(jù)電 流和功率的變化進(jìn)行微調(diào)處理，其具體處理如下所述
功率變小，按反方向調(diào)整PWM方波的占空比；
電流變大，功率變大，則調(diào)整PWM方波的占空比，使功率滿足要求；
電流變小，功率變大，保持該方向繼續(xù)調(diào)整PWM方波的占空比。
同時(shí)，本發(fā)明的阻抗匹配處理裝置還可包括
用戶提醒單元，用于在檢測(cè)到的功率或者電流比正常環(huán)境大時(shí)通知用戶，
同時(shí)由于本發(fā)明采用功率耦合器實(shí)時(shí)檢測(cè)輻射功率，所以還可用于提醒用戶 當(dāng)前輻射的功率，提醒用戶保護(hù)自己，不宜在信號(hào)弱(此時(shí)發(fā)射功率大)的 時(shí)候長(zhǎng)時(shí)間通話聊天。
該提醒方式包括但不限于聲音、光線、畫(huà)面等形式。
本發(fā)明的阻抗匹配處理方法如圖6所示，包括
步驟A,檢測(cè)功率放大器的電流和功率；
步驟B，根據(jù)檢測(cè)到的功率放大器的電流、功率確定輸入裝置在輸出方 向的實(shí)際阻抗，并用于根據(jù)該實(shí)際阻抗和對(duì)應(yīng)的最佳阻抗確定并產(chǎn)生變?nèi)荻?極管的偏置電壓；
步驟C，步驟B中產(chǎn)生的偏置電壓控制由3個(gè)變?nèi)荻O管和至少一個(gè)固定
電感組成的PI型匹配電路中的變?nèi)荻O管進(jìn)行阻抗調(diào)整。
下面結(jié)合附圖對(duì)步驟B進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
在此，本實(shí)施例僅以本發(fā)明用于低通匹配的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，即以結(jié) 構(gòu)為圖2所示的阻抗匹配模塊的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的阻抗匹配處理方法的步驟B具體包括
步驟B1，獲取并保存功率放大器的對(duì)應(yīng)于不同頻率的阻抗-功率-效率的 smith圖數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以利用數(shù)組方式保存；
步驟B2，獲取檢測(cè)到的功率放大器的電流和功率值，根據(jù)保存的功率放 大器的sm池圖數(shù)據(jù)獲取輸出裝置往輸出方向的實(shí)際阻抗；在此假設(shè)為 Ra+j*Rb;
步驟B3，根據(jù)預(yù)定的需求功率和保存的功率放大器的smith圖數(shù)據(jù)獲取輸 出裝置往輸出方向的最優(yōu)阻抗；在功率放大器的sm池圖中，不同功率等級(jí)對(duì)應(yīng)不同電流，假設(shè)要輸出32.5dBm的功率，那么所對(duì)應(yīng)的效率曲線中，越靠近
圓心，其效率越高(該效率曲線為一組大致的同心圓)，因此最佳阻抗就是
功率曲線與藍(lán)色圓心距離最短的點(diǎn)，在此假設(shè)為Ro+，Rp;
步驟B4，確定阻抗匹配模塊中變?nèi)荻O管及固定電感的參數(shù)值，這些參 數(shù)用于調(diào)整輸出裝置往輸出方向的實(shí)際阻抗，使之達(dá)到最優(yōu)阻抗；
結(jié)合圖2所示的情況，由于串聯(lián)部分是變?nèi)荻O管D2和固定電感L1共同 組成，因此不同值的變?nèi)莨芙M成匹配電路有兩種情況C， L， C或者C， C， C。
在此設(shè)定兩種運(yùn)算x7/y:x.y/(x+y)， x y=x+y，則步驟B4實(shí)際是求解下 述方程中的cx、 cy和lx:
<formula>complex formula see original document page 14</formula>
結(jié)合圖2所示，其中，cx、 cy、 lx分別為變?nèi)荻O管Dl的電容值、變?nèi)荻?極管D3的電容值、變?nèi)荻O管D2和固定電感L1作為一個(gè)整體來(lái)看的電感值， w為頻率。
由于該方程有三個(gè)未知數(shù)，所以方程有多個(gè)解，在無(wú)窮個(gè)解中，根據(jù)以 下兩個(gè)條件確定唯一的解
實(shí)際變?nèi)荻O管的電容可變范圍；和
匹配電路的Q值，要求Q值越低越好，具體表現(xiàn)為所求解在SMTH圖上 與純電阻軸(虛部為0)的距離最近。
根據(jù)上述計(jì)算過(guò)程，如果計(jì)算得出的Lx的虛部小于O，說(shuō)明采用的網(wǎng)絡(luò) 為C， C， C，如果Lx的虛部大于O，說(shuō)明采用的網(wǎng)絡(luò)為C、 L、 C。
步驟B5，根據(jù)得到的變?nèi)荻O管及固定電感的參數(shù)值，結(jié)合變?nèi)荻O管 的電容-電壓曲線獲取變?nèi)荻O管的偏置電壓；
步驟B6，根據(jù)變?nèi)荻O管的偏置電壓和PWM方波的幅值確定占空比后， 對(duì)應(yīng)產(chǎn)生PWM方波，經(jīng)過(guò)低通、高頻抑制處理后對(duì)應(yīng)輸出到變?nèi)荻O管的陰 極。
本發(fā)明在上述步驟A C的基礎(chǔ)上，還可包括
步驟D，在檢測(cè)到的功率放大器的電流和功率在預(yù)定范圍之內(nèi)時(shí)(如平 均電流誤差在10%以內(nèi)、功率誤差在ldB以內(nèi))，根據(jù)電流和功率的變化進(jìn)行 微調(diào)處理，其具體處理如下所述
功率變小，按反方向調(diào)整PWM方波的占空比；
電流變大，功率變大，則調(diào)整PWM方波的占空比，使功率滿足要求； 電流變小，功率變大，保持該方向繼續(xù)調(diào)整PWM方波的占空比。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普
通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)
飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種阻抗匹配處理裝置，連接于功率放大器和輸出裝置之間，其特征在于，包括阻抗匹配模塊，包括3個(gè)變?nèi)荻O管和至少一個(gè)固定電感的PI型電路；功率放大器參數(shù)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)功率放大器的電流和功率；變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)檢測(cè)到的功率放大器的電流、功率確定輸入裝置在輸出方向的實(shí)際阻抗，并用于根據(jù)該實(shí)際阻抗和對(duì)應(yīng)的最佳阻抗產(chǎn)生偏置電壓，輸出到對(duì)應(yīng)變?nèi)荻O管的陰極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻抗匹配處理裝置，其特征在于，所述阻抗匹 配模塊具體包括依次串接于功率放大器和輸出裝置之間的第一隔直電容、第二隔直電容、 第一變?nèi)荻O管、第三隔直電容和第四隔直電容；陽(yáng)極接地，陰極連接于第一隔直電容和第二隔直電容之間的第二變?nèi)荻O管；陽(yáng)極接地，陰極連接于第三隔直電容和第四隔直電容之間的第三變?nèi)荻O管；一端接地，另一端連接于第一變?nèi)荻O管陽(yáng)極的第二電感； 固定電感，連接第一變?nèi)荻O管的陰極與第三隔直電容。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻抗匹配處理裝置，其特征在于，所述阻抗匹 配模塊具體包括-依次串接于功率放大器和輸出裝置之間的第一隔直電容、第二隔直電容、 第一變?nèi)荻O管、第三隔直電容和第四隔直電容；陽(yáng)極接地，陰極連接于第一隔直電容和第二隔直電容之間的第二變?nèi)荻O管；陽(yáng)極接地，陰極連接于第三隔直電容和第四隔直電容之間的第三變?nèi)荻O管；一端接地，另一端連接于第一變?nèi)荻O管陽(yáng)極的第二電感； 一第一固定電感， 一端連接于第二變?nèi)荻O管的陽(yáng)極， 一端接地；一第二固定電感， 一端連接于第三變?nèi)荻O管的陽(yáng)極， 一端接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的阻抗匹配處理裝置，其特征在于，所述變?nèi)?二極管偏置電壓產(chǎn)生模塊具體包括功率放大器smith圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)功率放大器不同頻率的阻 抗、功率、效率的smith圖的數(shù)據(jù)；實(shí)際阻抗確定模塊，用于根據(jù)檢測(cè)到的功率放大器的電流和功率查找功率放大器的smith圖數(shù)據(jù)，確定輸入裝置在輸出方向的實(shí)際阻抗；最優(yōu)阻抗確定模塊，用于根據(jù)預(yù)定需求功率和smith圖數(shù)據(jù)確定最優(yōu)阻抗；電容及電感參數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)功率放大器的smith阻抗圖的數(shù)據(jù)獲取實(shí) 際阻抗和最優(yōu)阻抗之間的最優(yōu)路徑，并計(jì)算該最優(yōu)路徑的電容和電感值；PWM波產(chǎn)生模i央，根據(jù)計(jì)算的電容、電感值確定變?nèi)荻O管的偏置電壓， 并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的PWM方波，濾波成直流，并進(jìn)行高頻抑制處理后輸出到對(duì)應(yīng) 變?nèi)荻O管的陰極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻抗匹配處理裝置，其特征在于，所述PWM 方波脈沖調(diào)制寬度可調(diào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的阻抗匹配處理裝置，其特征在于，所述功 率放大器參數(shù)檢測(cè)模塊具體包括采樣電阻，與功率放大器串聯(lián)；差分放大器，用于對(duì)采樣電阻進(jìn)行電壓采樣后，將采樣電壓放大輸出； 電流映射計(jì)算器，用于根據(jù)差分放大器輸出的電壓與采樣電阻的電阻值 計(jì)算功率放大器電流；微帶耦合器，與輸出裝置耦合；二極管檢波器，用于獲取微帶耦合器的功率值的采樣樣本，并建立耦合 功率和實(shí)際功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系；功率計(jì)算模塊，用于根據(jù)耦合功率與實(shí)際功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及檢測(cè)到的偶合功率獲取功率放大器的輸出功率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻抗匹配處理裝置，其特征在于，微帶耦合器 的耦合系數(shù)在0.001到0.005之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的阻抗匹配處理裝置，其特征在于，還包括 微調(diào)處理模塊，用于在檢測(cè)到的功率放大器的電流和功率的誤差在預(yù)定范圍之內(nèi)時(shí)，根據(jù)電流和功率的變化進(jìn)行微調(diào)處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的阻抗匹配處理裝置，其特征在于，還包括 用戶提醒單元，用于在檢測(cè)到的功率或者電流比正常環(huán)境大時(shí)通知用戶，和/或用于提醒用戶當(dāng)前輻射功率。
10. —種阻抗匹配處理方法，其特征在于，包括 步驟A，檢測(cè)功率放大器的電流和功率；步驟B，根據(jù)檢測(cè)到的功率放大器的電流、功率確定輸入裝置在輸出方 向的實(shí)際阻抗，并用于根據(jù)該實(shí)際阻抗和對(duì)應(yīng)的最佳阻抗確定并產(chǎn)生3個(gè)變?nèi)?二極管的偏置電壓；步驟C，步驟B中產(chǎn)生的偏置電壓控制由3個(gè)變?nèi)荻O管和至少一個(gè)固定 電感組成的PI型電路中的變?nèi)荻O管的直流偏置，進(jìn)行阻抗調(diào)整。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的阻抗匹配處理方法，其特征在于，所述PI型電路具體包括依次串接于功率放大器和輸出裝置之間的第一隔直電容、第二隔直電容、第一變?nèi)荻O管、第三隔直電容和第四隔直電容；陽(yáng)極接地，陰極連接于第一隔直電容和第二隔直電容之間的第二變?nèi)荻O管；陽(yáng)極接地，陰極連接于第三隔直電容和第四隔直電容之間的第三變?nèi)荻O管；一端接地，另一端連接于第一變?nèi)荻O管陽(yáng)極的第二電感； 固定電感，連接第一變?nèi)荻O管的陰極與第三隔直電容。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的阻抗匹配處理方法，其特征在于，所述PI型 電路具體包括依次串接于功率放大器和輸出裝置之間的第一隔直電容、第二隔直電容、 第一變?nèi)荻O管、第三隔直電容和第四隔直電容；陽(yáng)極接地，陰極連接于第一隔直電容和第二隔直電容之間的第二變?nèi)荻O管； 陽(yáng)極接地，陰極連接于第三隔直電容和第四隔直電容之間的第三變?nèi)荻O管；一端接地，另一端連接于第一變?nèi)荻O管陽(yáng)極的第二電感； 一第一固定電感， 一端連接于第二變?nèi)荻O管的陽(yáng)極， 一端接地； 一第二固定電感， 一端連接于第三變?nèi)荻O管的陽(yáng)極， 一端接地。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的阻抗匹配處理方法，其特征在于，所述 步驟A中利用采樣與功率放大器串聯(lián)的電阻的電壓后獲取功率放大器的電 流。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的阻抗匹配處理方法，其特征在于，所述 步驟A中利用采樣與輸出裝置耦合的微帶耦合器的功率值，并根據(jù)耦合功率 與實(shí)際功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取功率放大器的輸出功率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的阻抗匹配處理方法，其特征在于，所述 步驟B具體包括步驟Bl,獲取功率放大器的smkh圖數(shù)據(jù)；步驟B2，根據(jù)檢測(cè)的功率放大器的電流和功率值和功率放大器的smith圖數(shù)據(jù)獲取輸出裝置往輸出方向的實(shí)際阻抗；步驟B3，根據(jù)預(yù)定的需求功率和保存的功率放大器的smith圖數(shù)據(jù)獲取輸出裝置往輸出方向的最優(yōu)阻抗；步驟B4，確定阻抗匹配模塊中變?nèi)荻O管及固定電感的參數(shù)值，所述參 數(shù)用于調(diào)整輸出裝置往輸出方向的實(shí)際阻抗，使之達(dá)到最優(yōu)阻抗；步驟B5，根據(jù)得到的變?nèi)荻O管及固定電感的參數(shù)值結(jié)合變?nèi)荻O管的 電容-電壓曲線獲取變?nèi)荻O管的偏置電壓；步驟B6，根據(jù)變?nèi)荻O管的偏置電壓和PWM方波的幅值確定占空比后， 對(duì)應(yīng)產(chǎn)生PWM方波，并進(jìn)行低通濾波、高頻抑制處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種阻抗匹配處理裝置及阻抗匹配處理方法，其中該阻抗匹配處理裝置，連接于功率放大器和輸出裝置之間，包括阻抗匹配模塊，包括3個(gè)變?nèi)荻O管和至少一個(gè)固定電感的PI型電路；功率放大器參數(shù)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)功率放大器的電流和功率；變?nèi)荻O管偏置電壓產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)檢測(cè)到的功率放大器的電流、功率確定輸入裝置在輸出方向的實(shí)際阻抗，并用于根據(jù)該實(shí)際阻抗和對(duì)應(yīng)的最佳阻抗產(chǎn)生偏置電壓，輸出到對(duì)應(yīng)變?nèi)荻O管的陰極。本發(fā)明的裝置和方法，可以實(shí)現(xiàn)全范圍的阻抗匹配，同時(shí)具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B1/04GK101197580SQ20061016485
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日
發(fā)明者王占可, 羅志昕, 鍵 金, 顏澤俊, 齊光輝 申請(qǐng)人:聯(lián)想移動(dòng)通信科技有限公司