CN109525201A - 一种射频电路的阻抗匹配方法及射频电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种射频电路的阻抗匹配方法及射频电路。该方法包括：对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在接收信号时的要求，并得到相应的第一阻抗匹配结果，以及对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在发射信号时的要求，并得到相应的第二阻抗匹配结果；根据所述第一阻抗匹配结果和所述第二阻抗匹配结果得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果。因此，根据本发明的射频电路的阻抗匹配方法及射频电路可以实现射频电路的阻抗一致性比较好，减小阻抗突变发生的概率，不仅能够保证灵敏度，而且能保证射频在高/中/低信道的发射功率的均衡性。

Description

一种射频电路的阻抗匹配方法及射频电路

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，更具体地涉及一种射频电路的阻抗匹配方法及射频电路。

背景技术

目前蓝牙耳机趋向小型化和微型化，体积越来越小，导致很难设计出理想的蓝牙天线，而且蓝牙耳机使用场景中的电磁环境变得越来越差，这导致对蓝牙板端的传导灵敏度的要求变得更高。

现有的蓝牙耳机为了提高传导的灵敏度，通常的做法是在蓝牙芯片的射频端口增加射频(RF，Radio Frequency)电路，然而射频电路需要进行电路的阻抗匹配调试，以获得所期望的阻抗。目前通常的阻抗匹配电路的调试方法存在整个射频通路上的阻抗失衡的问题，以至于影响发射功率和灵敏度。因此，现有技术中存在射频电路传导的灵敏度不高，同时射频电路的阻抗匹配方法造成阻抗失衡，影响发射功率和灵敏度的问题。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种射频电路的阻抗匹配方法及射频电路，使射频电路的阻抗的一致性好，减小阻抗突变发生的概率，不仅能够保证灵敏度，而且能保证射频在高/中/低信道的发射功率的均衡性。

根据本发明的第一方面，提供了一种射频电路的阻抗匹配方法，包括：

对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在接收信号时的要求，并得到相应的第一阻抗匹配结果，以及对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在发射信号时的要求，并得到相应的第二阻抗匹配结果；

根据所述第一阻抗匹配结果和所述第二阻抗匹配结果得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果。

示例性地，所述射频电路包括依次连接的信号收发模块，第一阻抗匹配模块，滤波模块，第二阻抗匹配模块以及放大模块，

对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在接收信号时的要求包括：将所述第二阻抗匹配模块的输出端开路，对所述信号收发模块至所述第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配得到相应的第一阻抗匹配结果；和/或，

对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在发射信号时的要求包括：将所述射频电路的输出端开路，对所述信号收发模块至所述放大模块进行阻抗匹配得到相应的第二阻抗匹配结果。

示例性地，得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果包括分别将根据所述第一阻抗匹配结果和所述第二阻抗匹配结果设置的射频电路进行辐射场测试后得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果。

示例性地，所述对所述信号收发模块至所述第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配，和/或，所述对所述信号收发模块至所述放大模块进行阻抗匹配包括：对所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配。

示例性地，所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块均包括：电容或电感或电阻中的至少一种。

示例性地，对所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配包括：设置电容和/或电感和/或电阻的参数。

示例性地，所述满足所述射频电路在接收信号时的要求包括所述射频电路的灵敏度大于或等于预设灵敏度阈值。。

示例性地，所述满足所述射频电路在发射信号时的要求包括所述射频电路的发射功率处于预设发射功率范围

根据本发明的第二方面，提供了一种射频电路，采用上述的方法对所述射频电路进行阻抗匹配。

示例性地，所述射频电路包括依次连接的信号收发模块，第一阻抗匹配模块，滤波模块，第二阻抗匹配模块以及放大模块，其中，

所述信号收发模块，用于接收外部的输入信号并将所述输入信号传递至所述第一阻抗匹配模块，或将所述第一阻抗匹配模块的输出信号发射至外部；

所述第一阻抗匹配模块，用于接收所述信号收发模块或所述滤波模块的输出信号后进行最大功率输出；

所述滤波模块，用于对所述第一阻抗匹配模块或第二阻抗匹配模块的输出信号进行滤波；

所述第二阻抗匹配模块，用于将所述滤波模块或放大模块的输出信号进行最大功率输出；

所述放大模块，用于对输入到所述放大模块的信号进行放大。

示例性地，所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块包括：电容或电感或电阻中的至少一种。

示例性地，所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块包括：第一电容，第二电容和第三电容，所述第一电容的一端分别与所述第二电容的一端、信号收发模块连接，所述第一电容的另一端分别与所述第三电容的一端、滤波模块连接，所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端分别与地连接。

示例性地，所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块包括：第四电容和第一电感，所述第四电容与第一电感串联连接于所述滤波模块和所述放大模块之间。

示例性地，所述信号收发模块包括天线。

示例性地，所述滤波模块包括滤波芯片。

示例性地，所述放大模块包括低噪声放大器，或低噪声放大器与功率放大器。

根据本发明的射频电路的阻抗匹配方法及射频电路通过对整个射频电路的阻抗进行匹配以分别满足发射信号或接收信号时的要求，阻抗的一致性比较好，减小阻抗突变发生的概率，这样不仅能够保证灵敏度，而且能保证射频在高/中/低信道的发射功率的均衡性。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是根据本发明实施例的一种射频电路的示意性原理框图；

图2是根据本发明实施例的一种射频电路的示意性电路图；

图3是根据本发明实施例的一种射频电路的阻抗匹配方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

参见图1，图1示出了本发明实施例的一种射频电路的示意性原理框图。其中，射频电路包括依次连接的信号收发模块1，第一阻抗匹配模块2，滤波模块3，第二阻抗匹配模块4以及放大模块5；

所述信号收发模块1，用于接收外部的输入信号并将所述输入信号传递至所述第一阻抗匹配模块2，或将所述第一阻抗匹配模块2的输出信号发射至外部；所述第一阻抗匹配模块2，用于接收所述信号收发模块1或所述滤波模块3的输出信号后进行最大功率输出；所述滤波模块3，用于对所述第一阻抗匹配模块2或第二阻抗匹配模块4的输出信号进行滤波；所述第二阻抗匹配模块4，用于将所述滤波模块3或放大模块5的输出信号进行最大功率输出；所述放大模块5，用于对输入到所述放大模块5的信号进行放大。

示例性地，所述信号收发模块1包括且不限于天线。

示例性地，所述滤波模块3包括：滤波芯片。

示例性地，所述放大模块5包括：低噪声放大器(LNA，Low Noise Amplifier)或功率放大器(PA，Power Amplifier)中的至少一种。

示例性地，所述第一阻抗匹配模块2和所述第二阻抗匹配模块4均包括：电容或电感或电阻中的至少一种。

示例性地，所述第一阻抗匹配模块2和/或所述第二阻抗匹配模块4包括π型或T型网络结构。例如，π型连接的三个电容，或T型连接的三个电容。

示例性地，所述第一阻抗匹配模块2和/或所述第二阻抗匹配模块4包括串联或并联网络结构。例如，串联连接的电容和电感，或串联连接的电阻、电容和电感。

在此需要说明的是，所述第一阻抗匹配模块2和第二阻抗匹配模块4可以是相同的，也可以是不同的，具体是否相同可以根据设计需要和实际情况进行设置。进一步地，上述电容还可以包括多个电容的串并联结构，上述电感还可以包括多个电感的串并联结构，上述电阻还可以包括多个电阻的串并联结构，在此不做限制。

本发明的射频电路可以用于各种无线信号传输的场合，尤其是无线耳机中，例如蓝牙耳机等。

下面以上述射频电路用于蓝牙耳机中作为示例，通过图2对上述射频电路的具体示例来进行说明，图2示出了根据本发明实施例的射频电路的一种示意性电路图。

如图2所示，射频电路20与蓝牙芯片26通过射频端口连接。所述射频电路20包括信号收发模块21，第一阻抗匹配模块22，滤波模块23，第二阻抗匹配模块24以及放大模块25。

其中，所述接收模块21包括天线，天线接收外部发送的信号即输入信号，再将所述输入信号输出至第一阻抗匹配模块22；

所述第一阻抗匹配模块22包括π型连接的电容C1、C2、C3，电容C1串联在天线和滤波模块23之间，电容C1的一端与天线连接，另一端与滤波模块23连接，电容C2的一端与电容C1的一端连接，即电容C2的一端连接至电容C1与天线的连接点，电容C2的另一端接地，电容C3的一端与电容C1的另一端连接，即电容C3的一端连接至电容C1与滤波模块23的连接点，电容C3的另一端接地；第一阻抗匹配模块22接收所述输入信号后进行最大功率输出，经过第一阻抗匹配模块22的信号输出至滤波模块23；

滤波模块23包括滤波器，包括连接于所述第一阻抗匹配模块22和所述第二阻抗匹配模块23之间的输入输出端口IN/OUT，以及与地连接的接地端口GND；

所述第二阻抗匹配模块24包括串联连接的电容C4和电感L1；

所述放大模块25包括低噪声放大器，所述低噪声放大器包括信号输入端口RF_IN、信号输出端口RF_OUT、工作电源端口VCC、开关端口SWITCH、第一接地端口GND、第二接地端口GND1，所述信号输入端口RF_IN与所述第二阻抗匹配模块22连接，所述信号输出端口RF_OUT与所述蓝牙芯片26连接，工作电源端口VCC与电源连接，第一接地端口GND和第二接地端口GND1均接地，所述开关端口SWITCH接收控制信号，所述低噪声放大器响应于所述控制信号。

如前所述，现在对蓝牙耳机的传导灵敏性的要求越来越高，按照目前射频电路的阻抗匹配方法，是将射频电路中的阻抗匹配电路分别分开调试，但是分开调试的阻抗匹配电路的阻抗不可能调试的完全一样，这样会导致整个射频通路上的阻抗失衡，影响发射功率和灵敏度。

所以，本发明提供了一种射频电路的阻抗匹配方法，参见图3，图3示出了本发明实施例的一种射频电路的阻抗匹配方法的示意性流程图。

如图3所述，一种射频电路的阻抗匹配方法，包括：

步骤310，对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在接收信号时的要求，并得到相应的第一阻抗匹配结果，以及对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在发射信号时的要求，并得到相应的第二阻抗匹配结果；

步骤320，根据所述第一阻抗匹配结果和所述第二阻抗匹配结果得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果。

本发明提供的射频电路的阻抗匹配方法通过对整个射频电路的阻抗进行匹配以分别满足发射信号或接收信号时的要求，使得整个射频通路的阻抗的一致性比较好。

下面参见附图1-3，基于本发明提供的射频电路对本发明所提供的射频电路的阻抗匹配方法进行说明。图1中的射频电路包括依次连接的信号收发模块1，第一阻抗匹配模块2，滤波模块3，第二阻抗匹配模块4以及放大模块5，且射频电路与其他电路6连接；图2中的射频电路与蓝牙芯片26连接，包括放大模块25与蓝牙芯片26的射频端口连接。

根据本发明实施例，步骤310可以进一步地包括：

对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在接收信号时的要求包括：将所述第二阻抗匹配模块的输出端开路，对所述信号收发模块至所述第二阻抗匹配模块进行阻抗得到相应的第一阻抗匹配结果；和/或，

对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在发射信号时的要求包括：将所述射频电路的输出端开路，对所述信号收发模块至所述放大模块进行阻抗匹配得到相应的第二阻抗匹配结果。

示例性地，对所述射频电路进行阻抗匹配包括：将所述射频电路的阻抗设置至预设阻抗值。

在一个实施例中，所述预设阻抗值包括50欧。可以理解的是，在实际调试中，调节后射频电路的阻抗与所述预设阻抗值的误差越小越好。

示例性地，所述对所述信号收发模块至所述第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配，和/或，所述对所述信号收发模块至所述放大模块进行阻抗匹配包括：对所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配。

示例性地，所述第一阻抗匹配模块和第二阻抗匹配模块均包括：电容或电感或电阻中的至少一种。

示例性地，对所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配包括：设置电容和/或电感和/或电阻的参数。

具体来说，在一个实施例中，参见附图1-2，依次连接的第一阻抗匹配模块2，滤波模块3，第二阻抗匹配模块4，放大模块5和其他电路6之间的连接端分别为A、B、C、D。在调节接收状态时所述射频电路的阻抗时，将所述第二阻抗匹配模块4与放大模块5之间的连接端C断开，对从信号收发模块1至所述第二阻抗匹配模块4的整个通路的阻抗进行匹配，即对从天线经历连接端A、B、第二阻抗匹配模块至连接端C这一通路中的电容和/或电感参数进行调节使整个通路的传导灵敏度达到预设值，可以得到符合传导灵敏度要求的各器件的参数范围即为第一阻抗匹配结果。在调节发射状态时所述射频电路的阻抗时，将所述放大模块5与其他电路6之间的连接端D断开，对从信号收发模块1至所述放大模块5的整个通路的阻抗进行匹配，即对从天线经历连接端A、B、C、低噪声放大器至连接端D的这一通路中的电容和/或电感参数进行调节使整个通路的发射功率达到预设要求，可以得到符合发射功率及其均衡性要求的各器件的参数范围即为第二阻抗匹配结果。

可以理解，上述步骤310中对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在接收信号时的要求，并得到相应的第一阻抗匹配结果，以及对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在发射信号时的要求，并得到相应的第二阻抗匹配结果，二者之间没有顺序限制。

根据本发明实施例，步骤320可以进一步地包括：得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果包括分别将根据所述第一阻抗匹配结果和所述第二阻抗匹配结果设置的射频电路进行辐射场测试后得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果。

在此需要说明，所述辐射场测试属于本领域常用的检测电路特性的方法，在此不再赘述。

具体来说，分别将根据所述第一阻抗匹配结果和所述第二阻抗匹配结果设置的射频电路进行辐射场测试，并根据相应的辐射场测试结果，选择最优的参数设置范围作为最优阻抗匹配结果。

在一个实施例中，未使用本发明提供的方法的阻抗匹配结果为：C1＝0.5pF，C4＝3.3pF，L1＝2.2nH，C2，C3不贴元件；使用本发明提供的方法的阻抗匹配结果为：C1＝0.5pF，C4＝1.5pF，L1＝2.2nH，C2，C3不贴元件。经过数据对比，使用本发明提供的方法后，射频电路的发射功率均衡且一致性好，灵敏度也有提高。可以理解，上述数据仅仅为举例说明，并不代表第一、二或最优阻抗匹配结果。

由此可见，本发明实施例中的射频电路的阻抗匹配方法及射频电路通过对整个射频电路的阻抗进行匹配以分别满足发射信号或接收信号时的要求，阻抗的一致性比较好，减小阻抗突变发生的概率，这样不仅能够保证灵敏度，而且能保证射频在高/中/低信道的发射功率的均衡性。

在此需要说明的是，本发明所提供的射频电路可以用于蓝牙耳机及其他无线耳机，还可以用于射频电路的其他适用场合，同时，本发明所提供的射频电路可以采用本发明提供的阻抗匹配方法，也可以采用其他的阻抗匹配方法；而本发明所提供的射频电路的阻抗匹配方法不仅适用于本发明的射频电路，还适用于其他射频电路。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种射频电路的阻抗匹配方法，其特征在于，

对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在接收信号时的要求，并得到相应的第一阻抗匹配结果，以及对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在发射信号时的要求，并得到相应的第二阻抗匹配结果；

根据所述第一阻抗匹配结果和所述第二阻抗匹配结果得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射频电路包括依次连接的信号收发模块，第一阻抗匹配模块，滤波模块，第二阻抗匹配模块以及放大模块，

对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在接收信号时的要求包括：将所述第二阻抗匹配模块的输出端开路，对所述信号收发模块至所述第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配得到相应的第一阻抗匹配结果；和/或，

对所述射频电路进行阻抗匹配以满足所述射频电路在发射信号时的要求包括：将所述射频电路的输出端开路，对所述信号收发模块至所述放大模块进行阻抗匹配得到相应的第二阻抗匹配结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果包括分别将根据所述第一阻抗匹配结果和所述第二阻抗匹配结果设置的射频电路进行辐射场测试后得到所述射频电路的最优阻抗匹配结果。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述信号收发模块至所述第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配；和/或，

所述对所述信号收发模块至所述放大模块进行阻抗匹配包括：对所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块均包括：电容或电感或电阻中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述第一阻抗匹配模块和/或第二阻抗匹配模块进行阻抗匹配包括：设置电容和/或电感和/或电阻的参数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述满足所述射频电路在接收信号时的要求包括所述射频电路的灵敏度大于或等于预设灵敏度阈值。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述满足所述射频电路在发射信号时的要求包括所述射频电路的发射功率处于预设发射功率范围。

9.一种射频电路，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一所述的方法对所述射频电路进行阻抗匹配。