一种实现射频系统宽范围发射功率的电路技术方案

本实用新型专利技术公开了一种实现射频系统宽范围发射功率的电路，包括第一射频开关U10和第二射频开关U13，所述第一射频开关U10分别经过微带线、电阻衰减器电路与第二射频开关U13相连。上述技术方案通过在两个射频开关之间构建两条射频链路，分别由微带线和电阻衰减器构成，利用低成本的电阻衰减器巧妙的解决了集成PA在低温、小信号时的增益恶化问题，使得发射机在

【技术实现步骤摘要】
一种实现射频系统宽范围发射功率的电路


[0001]本技术涉及射频信号
，尤其涉及一种实现射频系统宽范围发射功率的电路。

技术介绍

[0002]在射频发射机系统中，发射功率是最为重要的参数之一，因为其直接影响无线通信系统的链路预算，继而决定通信距离。然而，在满足通信距离需求的情况下，对发射功率的要求是越小越好，原因是：一、减少本设备对环境中其他设备的干扰，二、降低发射机的电流消耗，三、满足一些国家或地区对于无线电设备的规范要求。这样一来，射频系统的发射功率在设计之初只能按照一定的范围来规划，以满足最终应用场景下对发射功率大小的各种需求。
[0003]有资料显示，目前，针对发射机宽范围发射功率的需求，主要有两种实现方案：一、采用射频闭环控制系统，即在发射机PA的输出端设计有功率耦合器，耦合器与功率检测器连接，产生与输出功率相关的电压，这个电压输入至误差放大器与基带产生的Vramp电压进行比较，继而通过调整PA的电源电压或偏置电压实现调整PA的输出功率，这样便实现了对发射机发射功率的闭环控制，这种方案在手机射频系统中应用较为普遍；二、发射机的输出端采用开环方式，针对宽范围的发射功率，分别使用两路功率放大链路，一路是小功率级别PA、另一路是大增益高输出功率的PA。
[0004]以上提到的两种现有技术方案，虽说在效果上都能实现对宽范围输出功率的控制并能准确的控制功率误差范围，但都有其固有的劣势。方案一架构较为复杂，设计难度及开发成本较大，对于在成本及开发周期方面都提出较高要求的物联网无线通信领域，该方案几乎无被采用的可能；方案二由于采用了两路不增益的功率放大，成本无疑也被提升了上去，实现方式也稍有复杂。
[0005]中国专利文献CN103346675A公开了一种“大功率电压宽范围连续可调的级联电磁发射机系统”。包括N个发电机组、N个三相不控制整流桥逆变器、N个高频逆变桥、N个高频升压变压器、N个单相整流桥、1个发射H桥、1个弱电控制系统；该系统的特点是由N个发电机组发出的三相电分别输入到N个发射机模块，在N个发射机模块输出端口进行串联或者并联的功率合成，并且通过弱电控制系统控制逆变电路实现大功率、电压连续可调的恒压或恒流发射。上述技术方案在其工作温度范围内特别是低温下，会出现增益不稳定的现象，此时想要实现宽范围的发射功率便较为困难。

技术实现思路

[0006]本技术主要解决原有的技术方案不同温度时增益不稳定的技术问题，提供一种实现射频系统宽范围发射功率的电路，通过在两个射频开关之间构建两条射频链路，分别由微带线和电阻衰减器构成，利用低成本的电阻衰减器巧妙的解决了集成PA在低温、小信号时的增益恶化问题，使得发射机在
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40—85℃温度范围内均能工作稳定，有效实现开环
射频功控系统中宽范围发射功率的目标，而且相比闭环功控系统在成本、设计复杂度等方面具有明显优势。
[0007]本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本技术包括第一射频开关U10和第二射频开关U13，所述第一射频开关U10分别经过微带线、电阻衰减器电路与第二射频开关U13相连。电路中U10、U13是单刀双掷射频开关，由一个IO引脚实现导通通路的选择，其4脚为电源端口，工作电压范围是2.4—3.3V、6脚即是控制IO输入端口。
[0008]作为优选，所述的第一射频开关U10和第二射频开关U13为单刀双掷射频开关，所述U10的引脚1经过电阻衰减器电路与单刀双掷射频开关U13的引脚1相连，所述U10的引脚2接地，U10的引脚3经过微带线与U13的引脚3相连，U10的引脚4与电源端相连的同时经过电容C57接地，U10的引脚5与射频信号输入端相连，U10的引脚6经过电容C58接地的同时经过电阻R18与电源输入端相连，并且U10的引脚6经过电阻R17与计数器相连。
[0009]作为优选，所述的U13的引脚2接地，U13的引脚4与电源端相连的同时经过电容C65接地，U13的引脚5与射频信号输出端相连，U13的引脚6经过电容C66接地的同时经过电阻R29与电源输入端相连，并且U13的引脚6经过电阻R28与计数器相连。
[0010]作为优选，所述的电阻衰减器(3.3)电路包括并联在U10的引脚1与接地端之间的电阻R22与电阻R23，还包括并联在U13的引脚1与接地端之间的电阻R26与电阻R27，所述U10的引脚1与U13的引脚1之间设有并联的电阻R24和电阻R25。在两个射频开关之间有两条射频链路，一条是由微带线实现的射频传输线，PCB设计时按照特征阻抗50Ω即可、另一条由一个π型电阻衰减器构成(电阻R22、R23、R24、R25、R26、R27)，考虑到衰减器输入功率可能达到30dBm以上，每个支臂上使用两个电阻并联来提升衰减器的耐受功率。
[0011]作为优选，所述的射频信号输入端与PA的输出端相连，所述PA的输入端与发射机的输出端相连。发射机用于发射射频信号，发射机包括了射频基带和部分射频前端，而且有些芯片厂商也将发射机和接收机各部件集成在一颗IC内部，集成度相当高，例如用于短距离无线通信技术(SDR，可以是Zigbee、Bluetooth、Sub1G无线通信技术等)的一些RFIC，而且这里指的发射机多是发射功率在20dBm以内。PA用于提高射频信号发射功率，在不同国家和地区对无线设备的发射功率阈值要求不同，在满足使用地法规前提下，通过在发射机输出端连接PA以使得提高发射功率，但在有些应用场景下，为了权衡通信距离、产品电流消耗、满足法规标准限制，往往需要使天线端口输出的功率满足一定的范围，而并不是发射功率越大越好。
[0012]作为优选，所述的射频信号输出端与低通滤波器输入端相连，低通滤波器输出端与ANT相连。低通滤波器用于滤除高阶谐波功率，ANT用于实现无线信号发射。
[0013]本技术的有益效果是：通过在两个射频开关之间构建两条射频链路，分别由微带线和电阻衰减器构成，利用低成本的电阻衰减器巧妙的解决了集成PA在低温、小信号时的增益恶化问题，使得发射机在
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40—85℃温度范围内均能工作稳定，有效实现开环射频功控系统中宽范围发射功率的目标，而且相比闭环功控系统在成本、设计复杂度等方面具有明显优势。
附图说明
[0014]图1是本技术的一种电路图。
[0015]图2是本技术的一种射频信号发射原理连接结构图。
[0016]图中1发射机，2PA，3功率选择模块，3.1第一射频模块，3.2微带线，3.3电阻衰减器，3.4第二射频模块，4低通滤波器，5ANT。
具体实施方式
[0017]下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。
[0018]实施例：本实施例的一种实现射频系统宽范围发射功率的电路，如图1所示，包括单刀双掷射频开关U10，所述单刀双掷射频开关U10的引脚1经过电阻衰减器3.3电路与单刀双掷射频开关U13的引脚1相连，电阻衰减器3.3电路包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现射频系统宽范围发射功率的电路，其特征在于，包括第一射频开关(3.1)U10和第二射频开关(3.4)U13，所述第一射频开关(3.1)U10分别经过微带线(3.2)、电阻衰减器(3.3)电路与第二射频开关(3.4)U13相连。2.根据权利要求1所述的一种实现射频系统宽范围发射功率的电路，其特征在于，所述第一射频开关(3.1)U10和第二射频开关(3.4)U13为单刀双掷射频开关，所述U10的引脚1经过电阻衰减器(3.3)电路与单刀双掷射频开关U13的引脚1相连，所述U10的引脚2接地，U10的引脚3经过微带线(3.2)与U13的引脚3相连，U10的引脚4与电源端相连的同时经过电容C57接地，U10的引脚5与射频信号输入端相连，U10的引脚6经过电容C58接地的同时经过电阻R18与电源输入端相连，并且U10的引脚6经过电阻R17与计数器相连。3.根据权利要求1或2所述的一种实现射频系统宽范围发射功率的电路，其特征在于，所述U13的引脚2...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖先仪，孙香涛，游雪城，刘建，成锋，夏文海，何佳，张辉，张家铭，
申请(专利权)人：浙江利尔达物联网技术有限公司，
类型：新型
国别省市：