CN104539306B - 自适应匹配的射频架构及其匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应匹配的射频架构及其匹配方法，射频架构包括功放模块、接收模块、天线、射频处理模块、基带控制模块以及至少一个可调匹配网络模块，至少一个可调匹配网络模块连接在：功放模块和射频处理模块之间；和/或接收模块和射频处理模块之间；和/或天线和射频处理模块之间；其中基带控制模块中预先存储对应多个不同应用场景的匹配值，用于根据应用场景应用对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能。通过上述方式，本发明能够将可变匹配网络技术替代传统的固定匹配网络，使得可以根据工作条件的不同，自适应的调整匹配网络的值，最终达到在各个频点以及各种工作环境下性能达到最优。

Description

自适应匹配的射频架构及其匹配方法
技术领域
本发明涉及便携式电子设备领域，特别是涉及一种自适应匹配的射频架构及其匹配方法。
背景技术
在传统的射频架构中，匹配网络是固定的，一旦选定并生产完毕，则不可更改。但是现今的通信终端已经进入到多模多频段时代，工作的频段也越来越高，如WIFI已经到5GHz，4G的通信频段已经到2.6GHz。而且通信的频段宽度也在不断展宽，例如5G的WIFI，带宽范围已经接近到1GHz，4G的通信接近200MHz的带宽。而在高频段大带宽的通信电路中，使用一组匹配网络来承担所有的工作频点的调谐工作是非常困难的工作。同时，在频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)的模式中，射频通路还会有一个关键的非线性器件-双工器(Duplexer)，也会让系统射频负载变的更加不收敛，调试难度增加。如果坚持传统的固定匹配方式，最后的性能是每个频点/工作状态平衡的产物，到不到最优。而系统的射频性能(如功耗，发射接收性能)直接影响用户体验和终端续航能力。因此需要提出一种可变匹配网络技术替代传统的固定匹配网络，使得可以根据工作条件的不同，自适应的调整匹配网络的值，最终达到在各个频点以及各种工作环境下性能达到最优。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种自适应匹配的射频架构及其匹配方法，能够根据工作条件的不同，自适应的调整匹配网络的值，最终达到在各个频点以及各种工作环境下性能达到最优。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种自适应匹配的射频架构，射频架构包括功放模块、接收模块、天线、射频处理模块、基带控制模块以及至少一个可调匹配网络模块，至少一个可调匹配网络模块连接在：功放模块和射频处理模块之间；和/或接收模块和射频处理模块之间；和/或天线和射频处理模块之间；其中基带控制模块中预先存储对应多个不同应用场景的匹配值，用于根据应用场景应用对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能。
其中，基带控制模块用于：规划射频的应用场景；对应用场景进行调试决定对应的匹配值，做成查找表并保存。
其中，基带控制模块还用于：判断当前应用场景；根据当前应用场景查找查找表以得到对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值；根据对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值配置可变匹配网络模块以得到最优的射频性能。
其中，基带控制模块通过硬件接口配置至少一个可变匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能。
其中，至少一个可调匹配网络模块包括但不限于可调电感、可调电容。
其中，应用场景包括工作信道、环境温度、天线负载匹配、软件直接指定的至少一个。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种射频架构的匹配方法，射频架构包括功放模块、接收模块、天线、射频处理模块、基带控制模块以及至少一个可调匹配网络模块，至少一个可调匹配网络模块连接在：功放模块和射频处理模块之间；和/或接收模块和射频处理模块之间；和/或天线和射频处理模块之间；方法包括：通过基带控制模块预先存储对应多个不同应用场景的匹配值；通过基带控制模块根据应用场景应用对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能。
其中，通过基带控制模块预先存储对应多个不同应用场景的匹配值的步骤包括：通过基带控制模块规划射频的应用场景；对应用场景进行调试决定对应的匹配值，做成查找表并保存。
其中，通过基带控制模块根据应用场景应用对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能的步骤包括：通过基带控制模块判断当前应用场景；根据当前应用场景查找查找表以得到对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值；根据对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值配置可变匹配网络模块以得到最优的射频性能。
其中，应用场景包括工作信道、环境温度、天线负载匹配、软件直接指定的至少一个。
通过上述方案，本发明的有益效果是：射频架构包括功放模块、接收模块、天线、射频处理模块、基带控制模块以及至少一个可调匹配网络模块，通过至少一个可调匹配网络模块连接在：功放模块和射频处理模块之间；和/或接收模块和射频处理模块之间；和/或天线和射频处理模块之间；其中基带控制模块中预先存储对应多个不同应用场景的匹配值，用于根据应用场景应用对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能，如此能够将可变匹配网络技术替代传统的固定匹配网络，使得可以根据工作条件的不同，自适应的调整匹配网络的值，最终达到在各个频点以及各种工作环境下性能达到最优。
附图说明
图1是本发明第一实施例的自适应匹配的射频架构的结构示意图；
图2是本发明第一实施例的自适应匹配的射频架构的匹配方法的流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明第一实施例的自适应匹配的射频架构的结构示意图。如图1所示，射频架构10包括：功放模块11、接收模块12、天线13、射频处理模块14、基带控制模块15以及至少一个可调匹配网络模块16。至少一个可调匹配网络模块16连接在：功放模块11和射频处理模块14之间；和/或接收模块12和射频处理模块14之间；和/或天线13和射频处理模块14之间；其中基带控制模块15中预先存储对应多个不同应用场景的匹配值，用于根据应用场景应用对应的至少一个可调匹配网络模块16的匹配值以得到最优的射频性能。此种结构的射频架构10能够根据工作条件的不同，自适应的调整匹配网络的值，最终达到在各个频点以及各种工作环境下性能达到最优。
在本发明实施例中，可调匹配网络模块16包括但不限于可调电感、可调电容等可调器件。可调匹配网络模块16受基带控制模块15的软件控制。基带控制模块15预先将对应多个不同应用场景的匹配值存入软件或者非易失性存储器中。具体地，基带控制模块15首先规划射频的应用场景，然后对应用场景进行调试决定对应的匹配值，做成查找表并保存。例如，规划LTE频段Band7的不同应用场景为3个，分别为：低信道群工作场景Case1，即下行信道2750-2850，中间信道群工作场景Case2，即下行信道2851-3425，高信道群工作场景Case3，即下行信道3426-3360。在Case1下面，专门针对CH2750-2850信道进行匹配调试，由于专注在更窄的频段，因此可以将匹配调试到最优。最终的匹配值为Match1。在Case2下面，专门针对CH2851-3425信道进行匹配调试，由于专注在更窄的频段，因此可以将匹配调试到最优。最终的匹配值为Match2。在Case3下面，专门针对CH3426-3360信道进行匹配调试，由于专注在更窄的频段，因此可以将匹配调试到最优。最终的匹配值为Match3。最后将应用场景Case1、Case2、Case3以及对应的匹配值Match1、Match2、Match3做成查找表，并存入软件或者非易失性存储器中。其中，应用场景包括工作信道、环境温度、天线负载匹配、软件直接指定的至少一个，当然也可以是可能引起可调匹配网络模块16的中匹配值变化的其他应用场景，在此不作限制。
用户在实际使用时，基带控制模块15通过软件实时监控当前使用的应用场景，并判断当前应用场景。在满足某个应用场景情况下，根据当前应用场景查找查找表以得到当前应用场景对应的至少一个可调匹配网络模块16的匹配值。然后根据对应的至少一个可调匹配网络模块16的匹配值配置可变匹配网络模块16以得到最优的射频性能。具体地，基带控制模块15通过硬件接口配置可变匹配网络模块16的匹配值以得到最优的射频性能。此后在这种工作场景下，其射频匹配是最优解，可以获得最好的射频性能，其中，最好的射频性能可以但不限于最优的功耗，最优的接收性能等。
在本发明实施例中，可以只是在天线13和射频处理模块14之间用可调匹配网络模块16，而接收模块12和射频处理模块14之间和功放模块11和射频处理模块14之间使用传统的射频匹配网络连接，即将可调匹配网络模块16放置在射频架构10的发射通路中，使得发射的匹配网络可以根据条件的变化动态调整，以达到该条件下的最优结果。其中这里的最优结果可以但不限于优化功耗，提升各种条件下的线性度，改善发射的杂波抑制性能等。也可以只是在接收模块12和射频处理模块14之间用可调匹配网络模块16，即将可调匹配网络模块16放置在射频架构10的接收通路中，使得接收的匹配网络可以根据条件的变化动态调整，以达到该条件下的最优结果。其中这里的最优结果可以但不限于，优化系统功耗，改善各种条件下的灵敏度和抗干扰性能等。或者只是在功放模块11和射频处理模块14之间用可调匹配网络模块16，即将可调匹配网络模块16放置在射频架构10的后端通路中，使得发射的匹配网络可以根据条件的变化动态调整，以达到该条件下的最优结果。其中这里的最优结果可以但不限于优化系统功耗，提升各种条件下的线形度，提升发射的杂波抑制，改善各种条件下的灵敏度和抗干扰性能等。在本发明的其他实施例中，可调匹配网络模块16可以放置在功放模块11和射频处理模块14之间、接收模块12和射频处理模块14之间以及天线13和射频处理模块14之间中的任意两者之间，或者放置在功放模块11和射频处理模块14之间、接收模块12和射频处理模块14之间以及天线13和射频处理模块14之间的三者之间以使得射频架构10的匹配网络可以根据工作条件的不同，自适应的调整匹配网络的值，最终达到在各个频点以及各种工作环境下性能达到最优。
请参阅图2，图2是本发明第一实施例的自适应匹配的射频架构的匹配方法的流程示意图。射频架构包括功放模块、接收模块、天线、射频处理模块、基带控制模块以及至少一个可调匹配网络模块。至少一个可调匹配网络模块连接在：功放模块和射频处理模块之间；和/或接收模块和射频处理模块之间；和/或天线和射频处理模块之间。如图2所示，自适应匹配的射频架构的匹配方法包括：
步骤S10：通过基带控制模块预先存储对应多个不同应用场景的匹配值。
在步骤S10中，通过基带控制模块预先将对应多个不同应用场景的匹配值存入软件或者非易失性存储器中。具体地，通过基带控制模块首先规划射频的应用场景，然后对应用场景进行调试决定对应的匹配值，做成查找表并保存。其中，应用场景包括工作信道、环境温度、天线负载匹配、软件直接指定的至少一个，当然也可以是可能引起可调匹配网络模块的中匹配值变化的其他应用场景，在此不作限制。
步骤S11：通过基带控制模块根据应用场景应用对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能。
用户在实际使用时，基带控制模块通过软件实时监控当前使用的应用场景，并判断当前应用场景。在满足某个应用场景情况下，根据当前应用场景查找查找表以得到当前应用场景对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值。然后根据对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值配置可变匹配网络模块以得到最优的射频性能。具体地，基带控制模块通过硬件接口配置可变匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能。此后在这种工作场景下，其射频匹配是最优解，可以获得最好的射频性能，其中，最好的射频性能可以但不限于最优的功耗，最优的接收性能等。
在本发明实施例中，可以只是在天线和射频处理模块之间用可调匹配网络模块，而接收模块和射频处理模块之间和功放模块和射频处理模块之间使用传统的射频匹配网络连接，即将可调匹配网络模块放置在射频架构的发射通路中，使得发射的匹配网络可以根据条件的变化动态调整，以达到该条件下的最优结果。其中这里的最优结果可以但不限于优化功耗，提升各种条件下的线性度，改善发射的杂波抑制性能等。也可以只是在接收模块和射频处理模块之间用可调匹配网络模块，即将可调匹配网络模块放置在射频架构的接收通路中，使得接收的匹配网络可以根据条件的变化动态调整，以达到该条件下的最优结果。其中这里的最优结果可以但不限于，优化系统功耗，改善各种条件下的灵敏度和抗干扰性能等。或者只是在功放模块和射频处理模块之间用可调匹配网络模块，即将可调匹配网络模块放置在射频架构的后端通路中，使得发射的匹配网络可以根据条件的变化动态调整，以达到该条件下的最优结果。其中这里的最优结果可以但不限于优化系统功耗，提升各种条件下的线形度，提升发射的杂波抑制，改善各种条件下的灵敏度和抗干扰性能等。在本发明的其他实施例中，可调匹配网络模块可以放置在功放模块11和射频处理模块之间、接收模块和射频处理模块之间以及天线和射频处理模块之间中的任意两者之间，或者放置在功放模块和射频处理模块之间、接收模块和射频处理模块之间以及天线和射频处理模块之间的三者之间以使得射频架构的匹配网络可以根据工作条件的不同，自适应的调整匹配网络的值，最终达到在各个频点以及各种工作环境下性能达到最优。
综上所述，本发明的射频架构包括功放模块、接收模块、天线、射频处理模块、基带控制模块以及至少一个可调匹配网络模块，通过至少一个可调匹配网络模块连接在：功放模块和射频处理模块之间；和/或接收模块和射频处理模块之间；和/或天线和射频处理模块之间；其中基带控制模块中预先存储对应多个不同应用场景的匹配值，用于根据应用场景应用对应的至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能，如此能够将可变匹配网络技术替代传统的固定匹配网络，使得可以根据工作条件的不同，自适应的调整匹配网络的值，最终达到在各个频点以及各种工作环境下性能达到最优。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种自适应匹配的射频架构，其特征在于，所述射频架构包括功放模块、接收模块、天线、射频处理模块、基带控制模块以及至少一个可调匹配网络模块，所述至少一个可调匹配网络模块为三个，所述至少一个可调匹配网络模块连接在：
所述功放模块和所述射频处理模块之间，以提升各种条件下的线形度，提升发射的杂波抑制，改善各种条件下的灵敏度和抗干扰性能；和所述接收模块和所述射频处理模块之间，以优化系统功耗，改善各种条件下的灵敏度和抗干扰性能；和
所述天线和所述射频处理模块之间，以提升各种条件下的线性度，改善发射的杂波抑制性能；
其中所述基带控制模块中预先存储对应多个不同应用场景的匹配值，用于根据应用场景应用对应的所述至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能；
其中，所述应用场景包括工作信道、环境温度、天线负载匹配、软件直接指定的至少一个；
其中，所述射频架构工作在频分双工的工作模式。
2.根据权利要求1所述的射频架构，其特征在于，所述基带控制模块用于：
规划射频的所述应用场景；
对所述应用场景进行调试决定对应的匹配值，做成查找表并保存。
3.根据权利要求2所述的射频架构，其特征在于，所述基带控制模块还用于：
判断当前应用场景；
根据所述当前应用场景查找所述查找表以得到对应的所述至少一个可调匹配网络模块的匹配值；
根据所述对应的所述至少一个可调匹配网络模块的匹配值配置所述可调匹配网络模块以得到最优的射频性能。
4.根据权利要求3所述的射频架构，其特征在于，所述基带控制模块通过硬件接口配置所述至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能。
5.根据权利要求1-2任一项所述的射频架构，其特征在于，所述至少一个可调匹配网络模块包括可调电感、可调电容。
6.一种射频架构的匹配方法，其特征在于，所述射频架构包括功放模块、接收模块、天线、射频处理模块、基带控制模块以及至少一个可调匹配网络模块，所述至少一个可调匹配网络模块为三个，所述至少一个可调匹配网络模块连接在：
所述功放模块和所述射频处理模块之间，以提升各种条件下的线形度，提升发射的杂波抑制，改善各种条件下的灵敏度和抗干扰性能；和
所述接收模块和所述射频处理模块之间，以优化系统功耗，改善各种条件下的灵敏度和抗干扰性能；和所述天线和所述射频处理模块之间，以提升各种条件下的线性度，改善发射的杂波抑制性能；
所述方法包括：
通过所述基带控制模块预先存储对应多个不同应用场景的匹配值；
通过所述基带控制模块根据应用场景应用对应的所述至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能；
其中，所述应用场景包括工作信道、环境温度、天线负载匹配、软件直接指定的至少一个；
其中，所述射频架构工作在频分双工的工作模式。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述基带控制模块预先存储对应多个不同应用场景的匹配值的步骤包括：
通过所述基带控制模块规划射频的所述应用场景；
对所述应用场景进行调试决定对应的匹配值，做成查找表并保存。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过所述基带控制模块根据应用场景应用对应的所述至少一个可调匹配网络模块的匹配值以得到最优的射频性能的步骤包括：
通过所述基带控制模块判断当前应用场景；
根据所述当前应用场景查找所述查找表以得到对应的所述至少一个可调匹配网络模块的匹配值；
根据所述对应的所述至少一个可调匹配网络模块的匹配值配置所述可调匹配网络模块以得到最优的射频性能。
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