上行系统以及改善上行系统性能的方法和系统技术方案

技术编号:10817574 阅读:110 留言:0更新日期:2014-12-25 23:07
本发明专利技术提供一种上行系统以及改善上行系统性能的方法和系统,本发明专利技术在上行系统中的双工器和低噪声放大器之间搭建匹配网络,所述匹配网络的搭建参数通过如下步骤获取:分别获取双工器和低噪放的阻抗参数以及散射网络参数;根据获取的参数计算出匹配网络的目标阻抗参数以及目标散射网络参数;建立匹配网络模型,对匹配网络模型进行仿真,当匹配网络模型的仿真结果与所述目标参数相符时,根据当前匹配网络模型导出匹配网络的搭建参数。本发明专利技术实现了双工器与低噪声放大器的匹配,既保证了上行系统输入端口驻波比满足系统要求,同时实现了系统的低噪声系数。本发明专利技术匹配网络搭建参数的获取方法简单、易于实现,且保证了较高的精度。

【技术实现步骤摘要】
上行系统以及改善上行系统性能的方法和系统
本专利技术涉及无线通信领域,特别涉及一种上行系统以及改善上行系统性能的方法和系统。
技术介绍
无线通信中的上行系统如图1所示。如图1所示,天线接收来自移动台微弱的RF(RadioFrequency,射频)信号,RF信号进入射频前端进行变频处理,得到IF(IntermediateFrequency,中频)信号,IF信号经过IF处理,滤除射频前端的RF和LO(LineOut,线路输出)信号,最后进入基带处理,解调得到移动台的信息。由于天线接收到的移动台RF信号是很微弱的,为了提高上行系统的接收灵敏度,必须保证上行系统输入端口的电压驻波比(VSWR)以及上行系统的噪声系数(NF)等指标性能。输入端口电压驻波比越小、系统噪声系数越低,系统的接收灵敏度越高,系统处理微弱RF信号能力越强。上行系统的关键指标是上行系统的噪声系数,而对上行系统噪声系数影响最大的是系统的第一级,即射频前端,射频前端又以第一级的双工器和第二级的低噪声放大器最为重要。在图1所示的射频前端中,第一级的双工器,一般采用同轴腔体的方式,其优点是频带内的插入损耗小,带外的抑制能力强,其输入电压驻波比好(1.2左右);第二级的低噪声放大器,其输入匹配网络是为了获得最低噪声系数而设计的,而其输出匹配网络则是为了获得最大传输功率而设计的。因此,低噪声放大器的输入匹配网络,存在着某种失配,表现为低噪声放大器的输入电压驻波比差(一般为1.6,高频段甚至为2)。当双工器与低噪声放大器连接时,由于低噪声放大器的影响,双工器输入端出现电压驻波比恶化(一般为1.7,高频甚至为2),不能满足上行系统输入电压驻波比小于1.5的要求。
技术实现思路
基于此,本专利技术通过搭建匹配网络实现上行系统中双工器与低噪声放大器的匹配,使上行系统的输入端口的电压驻波比以及噪声系数都能够符合技术指标,满足了无线通信系统对上行系统的指标要求,同时匹配网络搭建参数的获取方法简单、效率高,且易于实现。本专利技术实施例的内容如下:一种改善上行系统性能的方法,在上行系统中的双工器和低噪声放大器之间搭建匹配网络,所述匹配网络的搭建参数通过如下步骤获取:分别获取上行系统中双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数;根据获取的双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数,计算出匹配网络的目标阻抗参数以及目标散射网络参数;建立匹配网络模型,对所述匹配网络模型进行仿真,获取仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数;调整所述匹配网络模型,当所述匹配网络模型的仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数与所述目标阻抗参数以及目标散射网络参数相符时,根据当前匹配网络模型导出匹配网络的搭建参数。一种改善上行系统性能的系统,包括搭建参数生成模块,所述搭建参数生成模块用于获取在上行系统中的双工器和低噪声放大器之间搭建的匹配网络的搭建参数,所述搭建参数生成模块包括:获取模块,用于获取上行系统中双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数;计算模块,用于根据获取的双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数,计算出匹配网络的目标阻抗参数以及目标散射网络参数;建模模块,用于建立匹配网络模型,对所述匹配网络模型进行仿真,获取仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数;导出模块,用于在调整所述匹配网络模型后,当所述匹配网络模型的仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数与所述目标阻抗参数以及目标散射网络参数相符时,根据当前匹配网络模型导出匹配网络的搭建参数一种上行系统,包括射频前端模块,所述射频前端模块包括双工器和低噪声放大器,还包括使所述双工器和低噪声放大器的阻抗参数相匹配的匹配网络,所述匹配网络连接在所述双工器和所述低噪声放大器之间。本专利技术的上行系统通过在双工器与低噪声放大器之间增加一个匹配网络,使得双工器的上行输出端口与低噪声放大器的输入口实现了匹配,既保证了上行系统输入端口驻波比满足系统要求,同时实现了系统的低噪声系数。本专利技术的改善上行系统性能的方法和系统,简单方便,易于实现,且保证了较高的精度。【附图说明】图1为现有技术中上行系统的结构示意图;图2为本专利技术实施例中改善上行系统性能方法的示意图;图3为本专利技术实施例中获取匹配网络搭建参数的方法的流程示意图;图4为本专利技术实施例中匹配网络参数获取方法的另一示意图;图5为本专利技术实施例中MAFI6251B5射频接头插入PCB板的截面示意图;图6为本专利技术实施例中匹配网络加入电抗微带线后的俯视示意图;图7为本专利技术实施例中匹配网络的等效电路图;图8为本专利技术实施例中匹配网络加入上行系统后系统仿真的噪声系数示意图;图9、图10为本专利技术实施例中加入匹配网络的上行系统实物测试结果示意图;图11为本专利技术实施例中搭建参数获取模块的结构示意图;图12为本专利技术实施例中对插射频插头插入PCB后PCB板底层的示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术的内容作进一步的阐述。参照图1,现有的上行系统中,双工器与低噪声放大器连接时,由于低噪声放大器的影响,双工器的输入端口电压驻波比恶化,不能满足上行系统的要求。本实施例提供一种改善上行系统性能的方法,如图2所示,在上行系统中的双工器和低噪声放大器之间搭建匹配网络,使双工器的上行输出端口和低噪声放大器的输入口实现匹配,既保证了上行系统输入端口驻波比满足系统要求,又实现了系统较低的噪声系数。如图3、图4所示,其中所述匹配网络的搭建参数通过如下步骤获取:S110分别获取上行系统中双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数;S120根据获取的双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数,计算出匹配网络的目标阻抗参数以及目标散射网络参数;S130建立匹配网络模型,对所述匹配网络模型进行仿真,获取仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数;S140调整所述匹配网络模型,当所述匹配网络模型的仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数与所述目标阻抗参数以及目标散射网络参数相符时,根据当前匹配网络模型导出匹配网络的搭建参数。具体的,为了得到匹配网络的搭建参数,首先需要获取双工器的阻抗参数[Z]A以及散射网络参数[S]A、低噪声放大器的阻抗参数[Z]C以及散射网络参数[S]C;然后基于微波阻抗匹配理论以及微波网络理论,根据获取的双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数,计算出匹配网络的目标阻抗参数[Z]B以及目标散射网络参数[S]B,使得双工器阻抗参数[Z]A通过匹配网络目标阻抗参数[Z]B后与低噪声放大器阻抗参数[Z]C相匹配;接收电路模型(即匹配网络模型),该电路模型是根据匹配网络的目标阻抗参数[Z]B以及目标散射网络参数[S]B,利用电学元件结合系统的实际设计要求设计出来的,例如电感与电容的串并联组合电路,对该电路模型进行仿真,调整电路参数,可获取满足需求的匹配网络模型,该满足需求的匹配网络模型的阻抗参数和散射网络参数分别与对应的目标阻抗参数[Z]B以及目标散射网络参数[S]B相吻合;根据生成的匹配网络模型,即可导出搭建匹配网络所需要的搭建参数。按照导出的搭建参数,搭建实际的匹配网络,将该匹配网络加入上行系统,分别与双工器和低噪声放大器连接,即可实现两者的匹配,阻抗匹配后的双工器和低噪声放大器,使得上行输入端口的电压驻波比得到有效改善,同时系统较低的噪本文档来自技高网
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上行系统以及改善上行系统性能的方法和系统

【技术保护点】
一种改善上行系统性能的方法,其特征在于,在上行系统中的双工器和低噪声放大器之间搭建匹配网络,所述匹配网络的搭建参数通过如下步骤获取:分别获取上行系统中双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数;根据获取的双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数,计算出匹配网络的目标阻抗参数以及目标散射网络参数;建立匹配网络模型,对所述匹配网络模型进行仿真,获取仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数;调整所述匹配网络模型,当所述匹配网络模型的仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数与所述目标阻抗参数以及目标散射网络参数相符时,根据当前匹配网络模型导出匹配网络的搭建参数。

【技术特征摘要】
1.一种改善上行系统性能的方法,其特征在于,在上行系统中的双工器和低噪声放大器之间搭建匹配网络,所述匹配网络的搭建参数通过如下步骤获取:分别获取上行系统中双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数;根据获取的双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数,计算出匹配网络的目标阻抗参数以及目标散射网络参数;建立匹配网络模型,对所述匹配网络模型进行仿真,获取仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数;调整所述匹配网络模型,当所述匹配网络模型的仿真阻抗参数以及仿真散射网络参数与所述目标阻抗参数以及目标散射网络参数相符时,根据当前匹配网络模型导出匹配网络的搭建参数。2.根据权利要求1所述的改善上行系统性能的方法,其特征在于,所述匹配网络模型包括插入至PCB板的对插射频接头,所述对插射频接头的内导体穿出PCB板的底层,所述PCB板的底层具有空气盒,所述空气盒罩住所述对插射频接头穿出PCB板底层部分的内导体,所述搭建参数包括所述内导体穿出PCB板后在PCB板底层形成的圆形无铜箔区域的直径、所述内导体穿出PCB底层后剩余部分的长度以及所述空气盒形成的空气腔的高度。3.根据权利要求2所述的改善上行系统性能的方法,其特征在于,所述匹配网络模型还包括电抗微带线,所述电抗微带线一端连接所述对插射频接头的内导体,另一端连接至与所述低噪声放大器相连的PCB板微带线,所述搭建参数还包括该电抗微带线的宽度和长度。4.一种改善上行系统性能的系统,其特征在于,包括搭建参数生成模块,所述搭建参数生成模块用于获取在上行系统中的双工器和低噪声放大器之间搭建的匹配网络的搭建参数,所述搭建参数生成模块包括:获取模块,用于获取上行系统中双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数;计算模块,用于根据获取的双工器和低噪声放大器的阻抗参数以及散射网络参数,计算出匹配网络的目标阻抗参数以及目标散射网络参数;建模模块,...

【专利技术属性】
技术研发人员:林锡贵靳军谢路平樊奇彦张晖刘江涛李娣曹松
申请(专利权)人:京信通信系统中国有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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