CN102832889B - 一种射频负载输出调整方法、设备和系统 - Google Patents

一种射频负载输出调整方法、设备和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种射频负载输出调整方法、设备和系统,其主要内容包括:通过接收反射回的射频输出信号,避免了该射频输出信号直接反射回通信系统,给通信系统中的器件造成的损坏;并根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值,利用确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,以及利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整,这样根据反射回的射频输出信号的功率值对射频输入信号的功率进行调整,避免了由于射频输入信号的功率不可控,导致的放大输出的射频信号功率过大,反射回通信系统引起的系统内器件被损坏的情况,提高了整个发射系统的稳定性。

Description

一种射频负载输出调整方法、设备和系统
技术领域
本发明涉及射频功率放大器领域,尤其涉及一种射频负载输出调整方法、设备和系统。
背景技术
随着移动通信技术的不断发展,作为发射机的重要部件的功率放大器已被广泛地应用于各种有线或者无线的通信装置中。据统计,在整个通信发射机系统中(包括:基站、RRU(Remote Radio Unit,射频拉远单元)、直放站等),射频功率放大器占据全部功耗的百分之五十以上,可称得上是能耗最大、承载负荷最重的部件之一,同时,由于射频功率放大器也是价值最高、发生故障的故障率较高、维护成本较大的部件,因此,加强对射频功率放大器的保护是保证无线通信稳定可靠的必要措施。
在现有技术中,如图1所示,为射频功率放大器在发射机中的工作原理图,射频功率放大器接收射频功率控制器发送的射频输入信号,并对接收到的射频输入信号进行放大操作后,通过天线将放大后射频输入信号输出。
在上述射频信号的发射过程中,当通信系统的输出端处于空载、接触不良或者天线损坏等不好状态时,引起射频信号的输出端口的驻波性能变差,经由天线发射出去的放大后的射频信号会产生驻波差,导致功率较大的射频信号在经由天线发射出去后,产生相同功率的射频信号反射回通信系统,由于反射回的射频信号的功率较高,对通信系统中的器件造成损害,影响射频功放的稳定性。
此外,当输入的射频信号的功率较高时,经射频功率放大器放大后的射频信号的功率增加,在这种情况下,通过天线发射出去的射频信号的功率比较大,这样通过天线反射回通信系统的射频输出信号对通信系统的损害也将增大。
针对这一问题,现有技术中采用输出负载调整电路的方法,利用监控软件对反射回通信系统的射频信号进行控制,监控软件反应时间较长,无法满足保护所需要的即时性,并不能满足现有保护射频功放的需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种射频负载输出调整方法、设备和系统,用于解决现有技术中存在反射回通信系统的射频输出信号功率过大,导致通信系统器件的被损坏,降低发射机系统的稳定性。
一种射频负载输出调整的方法,所述方法包括:
接收反射的射频输出信号;
根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值;
将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,并利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整。
一种射频负载输出调整的设备,所述设备包括:
接收模块,用于接收反射的射频输出信号;
确定模块,用于根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值;
调整模块,用于将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,并利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整。
一种射频负载输出调整的系统,包括:射频功率控制器、射频功率放大器和天线,所述系统还包括:环形器、功率检测器和运算器,其中:
环形器,用于将射频功率放大器经由第一端口(1)输入的射频信号从第二端口(2)输出至天线,并经由第二端口(2)接收天线反射射频输出信号,从第三端口(3)输出;
功率检测器,用于根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值,并将该电压值输出至运算器;
运算器,用于将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,并发送给射频功率控制器;
射频功率控制器,用于利用接收到的调整电压值对输入的射频信号进行调整。
本发明有益效果如下:
本发明实施例通过接收反射回的射频输出信号,避免了该射频输出信号直接反射回通信系统,给通信系统中的器件造成的损坏;并根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值,利用确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,以及利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整,这样根据反射回的射频输出信号的功率值对射频输入信号的功率进行调整,避免了由于射频输入信号的功率不可控,导致的放大输出的射频信号功率过大,反射回通信系统引起的系统内器件被损坏的情况,提高了整个发射系统的稳定性。
附图说明
图1为射频功率放大器在发射机中的工作原理图;
图2为本发明实施例一的一种射频负载输出调整的方法的流程图;
图3为同一功率值对应的信号,随温度变化的电压变化的曲线图;
图4为随温度变化的电压曲线图;
图5为本实施例二的一种射频负载输出调整设备的结构示意图;
图6为环形器的结构示意图;
图7为积分运算放大器的工作原理图;
图8为本实施例三的一种射频负载输出调整系统的结构示意图;
图9为一种射频负载输出调整系统的结构示意图。
具体实施方式
为了实现本发明的目的,本发明实施例提供了一种射频负载输出调整方法、设备和系统,通过接收反射的射频输出信号,根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值,并将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整。
与现有技术相比,通过接收反射回的射频输出信号,避免了该射频输出信号直接反射回通信系统,给通信系统中的器件造成的损坏;并根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值,利用确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,以及利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整,这样根据反射回的射频输出信号的功率值对射频输入信号的功率进行调整,避免了由于射频输入信号的功率不可控,导致的放大输出的射频信号功率过大,反射回通信系统引起的系统内器件被损坏的情况,提高了整个发射系统的稳定性。
下面结合说明书附图对本发明各实施例进行详细描述。
实施例一:
如图2所示,为本发明实施例一的一种射频负载输出调整的方法的流程图,所述方法包括:
步骤101:接收反射的射频输出信号。
在本步骤101中,当检测到天线的输入端有反射回的射频输出信号时,主动接收反射回的射频输出信号。
执行这一操作的可以是耦合器,也可以是环形器,或者是具有输入端口与输出端口不可逆传输的器件,即从输入端口输入的信号经输出端口输出,而经输出端口输入的信号不能经由该输入端口输出。
步骤102:根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值。
在步骤102中,由于表征信号的性能参数信息中包括了信号的功率值、信号的电压值以及信号的电流值,因此,根据信号的性能的特点,可以预先设定信号的功率值与电压值之间的一一对应关系,即不同信号的功率值对应不同电压值,这种对应关系可以通过表格的形式存储,还可以以其他的形式存储。
较优地,由于信号受环影响比较大,换句话说,信号的性能受到环境温度的影响,具有相同功率值的信号在不同的温度下,得到的信号的电压值不同,如图3所示,为同一功率值对应的信号,随温度变化的电压变化的曲线图,从图中可以看出,同一功率值对应的信号,温度的高低与信号电压值的大小成正比,即温度越高,对应的电压值越大。
因此,可根据信号功率值、温度值与信号电压值之间的关系,设定信号的功率值相同且温度值不同时,对应的信号的电压值,以及设定信号的功率值不同且温度值相同时,对应的信号的电压值,这样有利于准确的确定的信号在当前环境下的电压值。
具体地,根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值,包括:
首先,检测接收到的反射回的射频输出信号的功率值,以及当前环境下的温度值;
其次,根据检测的所述功率值、当前环境的温度值,以及信号功率值、温度值与信号电压值之间的关系,确定所述射频输出信号的电压值。
较优地,在接收到反射的射频输出信号之后,以及确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值之前,所述方法还包括:
在所述射频输出信号的功率值大于设定的功率值时,将所述射频输出信号的功率值降低至设定的功率值。
具体地,判断检测得到的所述射频输出信号的功率值是否不大于设定的功率值,若是,则根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值;否则,将所述射频输出信号的功率值降低至设定的功率值。
所述设定的功率值是根据实际需要确定的,可以是一个功率值范围,将所述射频输出信号的功率值调整值该功率值范围即可;还可以是一个固定的功率值,将所述射频输出信号的功率值降低至设定的功率值。
步骤103:将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值。
具体地,所述运算装置可以是一个运算器,还可以是一个积分运算放大器,这里不做限定。
较优地,将确定的电压值与参考电压值发送至积分运算放大器中进行积分运算,得到调整电压值。
在步骤103中,通过以下方式得到参考电压值:
首先,检测当前环境的温度值,并根据预先设定的温度值与电压值之间的对应关系,确定检测的温度值对应的温度电压值。
具体地,通过温度传感器检测当前环境的温度值。
如图4所示,为随温度变化的电压曲线图,从图中可以看出,温度变化与电压之间的对应关系:随着温度的升高,电压增大。
其次,接收电位器发送的设置电压值,并将接收到的电压值与确定的温度电压值进行差分放大运算,得到参考电压值。
具体地,所述设置电压是根据实际需要确定的。该设置电压通过电位器调节得到,通过将射频输出信号的功率值调整到要求的功率值时,关断信号,模拟天线端口开路,调整电位器中的设置电压值,直至通信系统的反射功率不再发生变化,此时得到的设置电压值即为需要的电压值。
在得到设置的电压值后,将温度电压值和设置电压值进行差分放大运算,得到参考电压值。
需要说明的是,由于根据信号的功率值与当前环境的温度值确定的电压值,考虑到了环境因素,当参考电压值在环境温度变化条件恒定不变时,在利用确定的电压值和参考电压值得到的调整电压值的变化幅度比较大,对于后续的调整将无法得到很好的控制,因此,在确定参考电压时,同样考虑温度对电压值的影响因素,使得参考电压与确定的电压值变化趋势近似,这样可以有效地控制调整电压的变化。
步骤104:利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整。
在步骤104中,具体调整的方式为:
首先:根据预设的电压值与射频信号的衰减值之间的对应关系,得到该调整电压值对应的衰减值;
其次:利用所述衰减值对输入的射频信号进行衰减调整。
利用本发明实施例一的方案,通过接收反射回的射频输出信号,避免了该射频输出信号直接反射回通信系统,给通信系统中的器件造成的损坏;并根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值,利用确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,以及利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整,这样根据反射回的射频输出信号的功率值对射频输入信号的功率进行调整,避免了由于射频输入信号的功率不可控,导致的放大输出的射频信号功率过大,反射回通信系统引起的系统内器件被损坏的情况,提高了整个发射系统的稳定性。
实施例二:
如图5所示,为本实施例二的一种射频负载输出调整设备的结构示意图,所述设备包括:接收模块11、确定模块12和调整模块13,其中:
接收模块11,用于接收反射的射频输出信号;
确定模块12,用于根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值;
调整模块13,用于将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,并利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整。
具体地,所述确定模块12,具体用于根据信号功率值、温度值与信号电压值之间的关系,设定信号的功率值相同且温度值不同时,对应的信号的电压值,以及设定信号的功率值不同且温度值相同时,对应的信号的电压值。
具体地,所述确定模块12,具体用于检测该射频输出信号的功率值,根据检测的所述功率值、当前环境的温度值,以及信号功率值、温度值与信号电压值之间的关系,确定所述射频输出信号的电压值。
所述调整模块13,具体用于通过以下方式得到参考电压值:
检测当前环境的温度值,并根据预先设定的温度值与电压值之间的对应关系,确定检测的温度值对应的温度电压值;
接收电位器发送的设置电压值,并将接收到的电压值与确定的温度电压值进行差分放大运算,得到参考电压值。
所述调整模块13,具体用于根据预设的电压值与射频信号的衰减值之间的对应关系,得到该调整电压值对应的衰减值,并利用所述衰减值对输入的射频信号进行衰减调整。
较优地,所述设备还包括:控制模块14,其中:
控制模块14,用于在接收反射的射频输出信号之后,当所述射频输出信号的功率值大于设定的功率值时,将所述射频输出信号的功率值降低至设定的功率值。
实施例三:
如图6所示,为本实施例三的一种射频负载输出调整系统的结构示意图,所述系统包括:射频功率控制器21、射频功率放大器22和天线23,环形器24、功率检测器25和运算器26,其中:
环形器24,用于将射频功率放大器经由第一端口1输入的射频信号从第二端口2输出至天线,并经由第二端口2接收天线反射射频输出信号,从第三端口3输出。
功率检测器25,用于根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值,并将该电压值输出至运算器。
运算器26,用于将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,并发送给射频功率控制器。
射频功率控制器21,用于利用接收到的调整电压值对输入的射频信号进行调整。
具体地,如图7所示,为环形器的结构示意图。由于环形器为一种无源器件,当信号从环形器的第一端口1输入时,由环形器的第二端口2输出;当信号从环形器的第二端口2输入时,由环形器的第三端口3输出;而当信号从环形器的第三端口3输入时,只能从环形器的第一端口1输出,不能从环形器的第二端口2输出。这种输入输出方式沿着顺时针方向传输,具有不可逆性。
较优地,所述运算器可以是一种积分运算放大器,如图8所示,为积分运算放大器的工作原理图。
功率检测器确定的电压值对应的电压经过电阻R2和运算放大器U1A之后,输入至运算放大器U2B,并与输入的参考电压在运算放大器U2B中经过差分运算,得到调整电压对应的调整电压值。
具体地,所述系统还包括:参考电压设备27、温度检测设备28和电位器29,其中:
温度检测设备28,用于检测当前环境的温度值,并根据预先设定的温度值与电压值之间的对应关系,确定检测的温度值对应的温度电压值,并发送给参考电压设备;
电位器29,用于将设置电压值发送给参考电压设备;
参考电压设备27,用于将接收到的电压值与确定的温度电压值进行差分放大运算,得到参考电压值,并发送给运算器。
如图9所示,为一种射频负载输出调整系统的结构示意图,所述系统还包括:衰减设备20,其中,
衰减设备20,用于在确定接收到的射频输出信号的功率值大于设定的功率值时,将所述射频输出信号的功率值降低至设定的功率值,并将降低后的射频输出信号的功率值发送给射频功率控制器。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种射频负载输出调整的方法,其特征在于,所述方法包括:
接收反射的射频输出信号;
根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值;
将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,并利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整;
其中:利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整,具体包括:
根据预设的电压值与射频信号的衰减值之间的对应关系,得到该调整电压值对应的衰减值;
利用所述衰减值对输入的射频信号进行衰减调整。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,具体包括:
根据信号功率值、温度值与信号电压值之间的关系,设定信号的功率值相同且温度值不同时,对应的信号的电压值,以及设定信号的功率值不同且温度值相同时,对应的信号的电压值。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,确定所述射频输出信号的电压值,具体包括:
检测该射频输出信号的功率值,根据检测的所述功率值、当前环境的温度值,以及信号功率值、温度值与信号电压值之间的关系,确定所述射频输出信号的电压值。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过以下方式得到参考电压值:
检测当前环境的温度值,并根据预先设定的温度值与电压值之间的对应关系,确定检测的温度值对应的温度电压值;
接收电位器发送的设置电压值,并将接收到的电压值与确定的温度电压值进行差分放大运算,得到参考电压值。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,接收反射的射频输出信号之后,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值之前,所述方法还包括:
在所述射频输出信号的功率值大于设定的功率值时,将所述射频输出信号的功率值降低至设定的功率值。
6.一种射频负载输出调整的设备,其特征在于,所述设备包括:
接收模块,用于接收反射的射频输出信号;
确定模块,用于根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值;
调整模块,用于将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,并利用该调整电压值对输入的射频信号进行调整;
所述调整模块,具体用于根据预设的电压值与射频信号的衰减值之间的对应关系,得到该调整电压值对应的衰减值,并利用所述衰减值对输入的射频信号进行衰减调整。
7.如权利要求6所述的设备,其特征在于,
所述确定模块,具体用于根据信号功率值、温度值与信号电压值之间的关系,设定信号的功率值相同且温度值不同时,对应的信号的电压值,以及设定信号的功率值不同且温度值相同时,对应的信号的电压值。
8.如权利要求7所述的设备,其特征在于,
所述确定模块,具体用于检测该射频输出信号的功率值,根据检测的所述功率值、当前环境的温度值,以及信号功率值、温度值与信号电压值之间的关系,确定所述射频输出信号的电压值。
9.如权利要求6所述的设备,其特征在于,
所述调整模块,具体用于通过以下方式得到参考电压值:
检测当前环境的温度值,并根据预先设定的温度值与电压值之间的对应关系,确定检测的温度值对应的温度电压值;
接收电位器发送的设置电压值,并将接收到的电压值与确定的温度电压值进行差分放大运算,得到参考电压值。
10.如权利要求6所述的设备,其特征在于,所述设备还包括:
控制模块,用于在接收反射的射频输出信号之后,当所述射频输出信号的功率值大于设定的功率值时,将所述射频输出信号的功率值降低至设定的功率值。
11.一种射频负载输出调整的系统,包括:射频功率控制器、射频功率放大器和天线,其特征在于,所述系统还包括:环形器、功率检测器和运算器,其中:
环形器,用于将射频功率放大器经由第一端口(1)输入的射频信号从第二端口(2)输出至天线,并经由第二端口(2)接收天线反射射频输出信号,从第三端口(3)输出;
功率检测器,用于根据设定的信号功率值与电压值之间的对应关系,确定所述射频输出信号的功率值对应的电压值,并将该电压值输出至运算器;
运算器,用于将确定的电压值与参考电压值进行运算,得到调整电压值,并发送给射频功率控制器;
射频功率控制器,用于利用接收到的调整电压值对输入的射频信号进行调整。
12.如权利要求11所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:参考电压设备、温度检测设备和电位器,其中:
温度检测设备,用于检测当前环境的温度值,并根据预先设定的温度值与电压值之间的对应关系,确定检测的温度值对应的温度电压值,并发送给参考电压设备;
电位器,用于将设置电压值发送给参考电压设备;
参考电压设备,用于将接收到的电压值与确定的温度电压值进行差分放大运算,得到参考电压值,并发送给运算器。
13.如权利要求12所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:衰减设备,其中,
衰减设备,用于在确定接收到的射频输出信号的功率值大于设定的功率值时,将所述射频输出信号的功率值降低至设定的功率值,并将降低后的射频输出信号的功率值发送给射频功率控制器。
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