本发明专利技术提供一种射频收发装置、自动调谐方法及宽带射频通信系统，其中射频收发装置包括前级放大器和调控单元。前级放大器包括级联的两级窄带放大器和作为负载分别连接于每一窄带放大器的两个放大器负载，每一放大器负载上均具有调整对应窄带放大器频率和滚降系数的可变元器件，两级窄带放大器的最大增益相等且两级窄带放大器的频率响应曲线叠加后形成前级放大器的频率响应曲线。调控单元基于通信系统的当前信道调节每一放大器负载内的可变元器件的参数以调整每一级窄带放大器的频率和滚降系数，以使前级放大器的带宽匹配通信系统的当前信道且在前级放大器的带宽范围内每一频率点均具有相等或接近的增益。频率点均具有相等或接近的增益。频率点均具有相等或接近的增益。
【技术实现步骤摘要】
射频收发装置、自动调谐方法及宽带射频通信系统
[0001]本专利技术涉及无线通信领域，且特别涉及一种射频收发装置、自动调谐方法及宽带射频通信系统。
技术介绍
[0002]随着通信技术的发展，高频，宽带应用技术方案变得越来越重要，如WIFI6，5G通信，UWB等宽带通信方式已经进入了人们的生活当中。但是，随着频率的提升及带宽的增加，对通信电路的要求越来越高，传统的窄带技术方案已经变得越来越不能满足通信系统的要求，宽带系统的到来对设计而言是一个巨大的挑战，要在获得高频和大带宽的同时，还需要满足系统的噪声和带外抑制等要求，而要想获得好的噪声和带外抑制又需要尽可能的在应用的时候将带宽缩小。这一对矛盾问题在传统宽带方案中由于电路本身的结构特性和不可调整性，对系统的性能具有较大的影响；特别是在有干扰信号的情况下，由于宽带电路的无差别放大，即系统当前信道内的信号和当前信道外的信号均同步放大，从而大大恶化系统的噪声和带外抑制性能。
[0003]进一步的，相比传统的窄带放大器，宽带放大器在电路实现上具有更大的难度。首先表现在宽带的匹配需要耗费较大的面积；其次，宽带的电路消耗的电流是巨大的，为了获得好的技术性能往往需要耗费非常大的时间来进行优化设计。很显然，这种高优化成本和大芯片面积在高性能低成本的集成电路领域往往是不可接受的。
技术实现思路
[0004]本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种基于窄带放大器的组合来达到所需的宽带特征和带外抑制相兼容的射频收发装置、自动调谐方法及宽带射频通信系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种射频收发装置，其包括前级放大器和调控单元。前级放大器包括级联的两级窄带放大器和作为负载分别连接于每一窄带放大器的两个放大器负载，每一放大器负载上均具有调整对应窄带放大器频率和滚降系数的可变元器件，两级窄带放大器的最大增益相等且两级窄带放大器的频率响应曲线叠加后形成前级放大器的频率响应曲线。调控单元基于通信系统的当前信道调节每一放大器负载内的可变元器件的参数以调整每一级窄带放大器的频率和滚降系数，以使前级放大器的带宽匹配通信系统的当前信道且在前级放大器的带宽范围内每一频率点均具有相等或接近的增益。
[0006]根据本专利技术的一实施例，根据前级放大器的带宽将通信系统的带宽划分为多个信道，将每一信道所对应的放大器负载内的可变元器件的参数形成参数配置集并进行存储；当通信系统再次工作于某一信道时调控单元从存储区内获取与该信道对应的参数配置集并将其写入对应的放大器负载。
[0007]根据本专利技术的一实施例，在前级放大器中，第一级窄带放大器为低通滤波器，第二级窄带放大器为带通放大器，第一级窄带放大器的拐点频率和第二级窄带滤波器的中心频率之间的频段形成前级放大器的带宽。
[0008]根据本专利技术的一实施例，与第一级窄带放大器相连接的放大器负载为电阻反馈式负载，与第二级窄带放大器相连接的放大器负载为LC负载。
[0009]根据本专利技术的一实施例，电阻反馈式负载包括可变反馈电阻R1，开关管M1，M2以及可变电流源I1；可变电流源I1、开关管M1，M2三者依次串联连接于电源和第一封装地线之间，射频输入通过可变反馈电阻R1连接于开关管M1，M2的串联连接处，两个开关管M1，M2的控制相连接；基于控制指令调整可变反馈电阻R1和可变电流源I1以改变低通放大器的拐点频率和滚降系数。
[0010]根据本专利技术的一实施例，LC负载包括电容阵列C1，可调电感L1，可变电阻R2以及开关管M3，M4；可调电感L1与可变电阻R2串联后与电容阵列C1并联后形成调节模块，调节模块经串联的开关管M4，M3以及第二封装地线连接于带通放大器，调节模块和开关管M4的连接点形成射频输出；基于控制指令调整电容阵列C1和可调电感L1以改变带通放大器的中心频率，调整可变电阻R2改变带通放大器低频侧的滚降系数。
[0011]根据本专利技术的一实施例，射频收发装置还包括连接于两个放大器负载之间的可变电流偏置电路，可变电流偏置电路调整与后一级窄带放大器的绝对增益。
[0012]另一方面，本专利技术还提供一种射频收发装置的自动调谐方法，其包括：
[0013]根据前级放大器的带宽将通信系统的带宽划分为多个信道；
[0014]基于通信系统的当前信道调节前级放大器内每一放大器负载内可变元器件的参数以调整每一窄带放大器的频率和滚降系数，以使前级放大器的带宽匹配通信系统的当前信道且在前级放大器的带宽范围内每一频率点均具有相等或接近的增益；
[0015]当通信系统切换信道后，再次跟随切换后的当前信道调节每一窄带放大器的频率和滚降系数。
[0016]根据本专利技术的一实施例，预先将通信系统内每一信道所对应的放大器负载内的可变元器件的参数形成参数配置集并进行存储；当通信系统再次工作于某一信道时从存储区内获取该信道对应的参数配置集并写入对应的放大器负载。
[0017]另一方面，本专利技术还提供一种宽带射频通信系统，其包括上述的射频收发装置和混频器。
[0018]综上所述，本专利技术提供的射频收发装置、自动调谐方法及宽带射频通信系统中采用两个窄带放大器级联叠加来形成前级放大器。调控单元基于通信系统的当前信道来调整每一窄带放大器的频率和滚降系数，从而使得前级放大器的带宽与通信系统的当前信道匹配，实现当前信道内有效信号的放大而信道外信号因不完全放大而得到抑制。而滚降系数的调节这使得两个窄带滤波器叠加所形成频率响应曲线中，在放大器带宽范围内每一频率点均具有相等或接近的增益，即在当前信道内得到平坦的宽带特性。进一步的，根据前级放大器的带宽将通信系统的带宽划分为多个信道，针对每个信道调节前级放大器内窄带放大器的频率和滚降系数，从而使得通信系统在每个信道内均能有很好的带内放大和带外抑制特性，在兼容宽带通信系统匹配的同时很好地实现了带内有效放大、带外抑制的窄带通信优势；即同时实现了大宽带、低噪声的性能兼容。
[0019]此外，基于窄带放大器所实现的宽带通信系统大大降低了芯片的面积、芯片工作消耗的电流，同时也更有利于宽带性能的优化，降低优化成本。
[0020]为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，
freq1至freq2内形成较为平坦的带通特性。
[0032]图6所示为传统两个窄带放大器简单级联后的频率响应曲线。其中曲线L01为低通放大器的频率响应曲线，曲线L02带LC负载的带通放大器的频率响应曲线；曲线L03为两者叠加后的频率响应曲线。从图中可以看出，两个窄带放大器的频率响应曲线的增益最大值Gm均为10db，相交叠的地方的增益均为8db；故两级窄带放大器级联在一起以后得到的曲线L03中，最左边和最右边的增益均为10+1＝11db，中间相交叠的地方的增益为16db。可以看到，两个窄带放大器的简单级联并不能构成宽带放大器，即无法实现在所需的信道内个频率点的增益相等或接近的宽带特征。
[0033]本实施例在频率调谐的同时引入每一窄带放大器滚降系数的调节，滚降系数与窄带本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种射频收发装置，其特征在于，包括：前级放大器，包括级联的两级窄带放大器和作为负载分别连接于每一窄带放大器的两个放大器负载，每一放大器负载上均具有调整对应窄带放大器频率和滚降系数的可变元器件，两级窄带放大器的最大增益相等且两级窄带放大器的频率响应曲线叠加后形成前级放大器的频率响应曲线；调控单元，基于通信系统的当前信道调节每一放大器负载内的可变元器件的参数以调整每一级窄带放大器的频率和滚降系数，以使前级放大器的带宽匹配通信系统的当前信道且在前级放大器的带宽范围内每一频率点均具有相等或接近的增益。2.根据权利要求1所述的射频收发装置，其特征在于，根据前级放大器的带宽将通信系统的带宽划分为多个信道，将每一信道所对应的放大器负载内的可变元器件的参数形成参数配置集并进行存储；当通信系统再次工作于某一信道时调控单元从存储区内获取与该信道对应的参数配置集并将其写入对应的放大器负载。3.根据权利要求1所述的射频收发装置，其特征在于，在前级放大器中，第一级窄带放大器为低通滤波器，第二级窄带放大器为带通放大器，第一级窄带放大器的拐点频率和第二级窄带滤波器的中心频率之间的频段形成前级放大器的带宽。4.根据权利要求3所述的射频收发装置，其特征在于，与第一级窄带放大器相连接的放大器负载为电阻反馈式负载，与第二级窄带放大器相连接的放大器负载为LC负载。5.根据权利要求3所述的射频收发装置，其特征在于，电阻反馈式负载包括可变反馈电阻R1，开关管M1，M2以及可变电流源I1；可变电流源I1、开关管M1，M2三者依次串联连接于电源和第一封装地线之间，射频输入通过可变反馈电阻R1连接于开关管M1，M2的串联连接处，两个开关管M1，M2的控制相连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱晓辉，李鑫尧，
申请(专利权)人：星芯苏州半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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