CN111049536A - 针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统及方法，针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统包括可变增益模块、鉴频模块、控制存储模块、数模转换器和模数转换器，鉴频模块的输入端接收输入信号，鉴频模块、数模转换器、控制存储模块、模数转换器以及可变增益模块依次连接。控制存储模块中预设有数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，控制存储模块根据输入信号的数字电压值，检索数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，获取输入信号对应的调谐电压，控制所述可变增益模块的增益，可变增益模块据所述增益改变输入信号的输出幅值，有效地改善信号的幅频特性。

Description

针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统及方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统及方法。

背景技术

在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100kHz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100kHz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力。我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频，射频技术在无线通信领域中被广泛使用。射频系统信号幅频特性就是传输前后输入信号与输出信号的幅度之比。幅度大的地方对应通带,也就是对应频率成分通过系统有较小衰减；幅度小的地方对应阻带,也就是对应频率成分通过系统有较大衰减。因此，如何改善射频系统信号幅频特性以满足相关技术技术指标是本领域技术人员必须解决的技术问题之一。

授权公告日为2012年10月17日，授权公告号为CN101630765A的中国发明专利申请公开了一种同轴线低通滤波器及其幅频特性改善的方法。其通过在同轴线低通滤波器的两个相邻低阻抗线段(电容)之间设置耦合模块(如金属探针或微带)，产生耦合电容，该耦合电容与高阻抗线段等效电感构成并联谐振回路，从而改善同轴线低通滤波器幅频特性。但是，一方面，其传输零点只是理论上可以获得；另一方面，将两低阻抗线段相互靠近形成一耦合电容的工艺也会增加同轴线低通滤波器的加工难度。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的其中一个目的是提供一种针对射频系统信号幅频特性改善的系统，另一个目的是提供一种针对射频系统信号幅频特性改善的方法，用于得到更好的射频系统信号幅频特性，以满足相关技术指标。

为实现上述第一个目的，本发明通过以下技术方案予以实现，一种针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，包括鉴频模块、控制存储模块、数模转换器、模数转换器和可变增益模块；

其中，所述鉴频模块的输入端接收输入信号，所述鉴频模块的输出端与所述模数转换器的输入端连接；

所述模数转换器的输出端与所述控制存储模块的输入端连接；

所述控制存储模块的输出端与所述数模转换器的输入端连接，所述控制存储模块中预设数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系；

所述数模转换器的输出端与所述可变增益模块的调谐电压输入端连接；

所述可变增益模块的输入端接收输入信号；

所述控制存储模块用于根据所述输入数字电压值，检索预设的数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，进而确定与输入信号频率对应的可变增益模块调谐电压，控制所述可变增益模块的增益。

可选地，所述预设数字电压值与可变增益调谐电压的对应关系，包括字电压值与工作信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系。

可选地，所述控制存储模块中的数字电压值与工作信号频点的对应关系，是根据输入所述鉴频模块的工作信号频率对应输出模拟电压，再以此电压作为所述模数转换器的输入模拟电压对应输出数字电压值，继而建立所述控制存储模块中的数字电压值与工作信号频点的对应关系。

可选地，所述控制存储模块中的数字电压值与工作信号频点的对应关系中的值是离散值；

根据所述射频系统信号全频段的幅频特性，将需要进行幅频特性补偿的频段进行频率划分，得到若干个所述工作信号频点，所述工作信号频点的间隔和数量由所述幅频特性确定。

可选地，所述数字电压值与工作信号频点的对应关系中的输入信号频点和所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系中的工作信号频点的划分是一致的，并且所述射频系统信号全频段的幅频特性越不理想，所述信号频点的间隔越小。

可选地，所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系包括，根据每个所述工作信号频点与目标幅频特性所需的补偿增益，并以所述补偿增益为可变增益模块的增益，确定所述可变增益模块的增益所对应的可变增益模块调谐电压。

可选地，所述可变增益模块的可变增益动态范围大于等于所述工作信号频点与目标幅频特性所需的补偿增益值。

可选地，所述可变增益模块包括可变增益放大器或可变模拟衰减器，所述可变增益模块的调谐电压与可变增益放大器或可变模拟衰减器的关系包括正斜率线性对应关系或负斜率线性对应关系。

为实现上述第二个目的，本发明还提供了一种针对射频系统信号幅频特性的改善处理方法，基于上述任一项所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统实现，包括以下步骤，

S100：检测输入信号的频率，并获取对应的模拟电压；

S200：将所述模拟电压转换为输入数字电压值U_s；

S300：根据所述输入数字电压值U_s，及预设的数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，检索得到可变增益模块的数字调谐电压值；

S400：将所述数字调谐电压值转换为模拟调谐电压；

S500：根据所述模拟调谐电压控制所述可变增益模块的增益。

可选地，还包括在执行步骤S100之前，建立数字电压值与工作信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系，并将其存储到所述控制存储模块。

可选地，步骤S300中根据所述输入数字电压值U_s，及预设的数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，检索得到可变增益模块的数字调谐电压值，包括以下步骤，

S310：检索所述数字电压值与工作信号频点的对应关系，确定所述对应关系中与所述数字电压值U_s差值最小的数字电压值为检索目标值，从而将所述对应关系中的数字电压值对应的工作信号频点作为输入信号的频点；

S320：根据所述输入信号的频点，检索所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系，将所述工作信号频点对应的可变增益模块的数字调谐电压值作为可变增益模块的数字调谐电压值。

与现有技术相比，本发明提供的一种针对射频系统信号幅频特性改善的系统和方法，具有以下有益效果：

1.本发明提供了一种针对射频系统信号幅频特性改善的系统，系统中可变增益模块的增益随模拟调谐电压变化而变化，通过检测输入信号的频率，以及预设的数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，动态地改变不同频率信号的输出幅值，从而改善射频系统信号幅频特性，满足相关技术指标；

2.本发明中的“数字电压值与工作信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系”是基于对原射频系统的全频段幅频特性进行测量之后规划得到，能够适用任意频宽射频系统信号幅频特性的改善；

3.本发明中的“数字电压值与工作信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系”是基于原射频系统的全频段幅频特性情况，可以根据相关技术指标的要求，合理设置补偿的频点和数量，频点的间隔可以是等距的，也可以是非等距的；

4.本发明中的控制存储模块对于“数字电压值与工作信号频点的对应关系”的检索策略，具有“模糊检索”的特性，即数字电压值按最靠近的原则，和对应关系中的数字电压值对应，获得对应的工作信号频点。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种针对射频系统信号幅频特性改善的系统结构示意图；

图2为本发明实施例一的其中一种数字电压在与输入信号频率的对应规则示意图；

图3为本发明实施例一的其中一种工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应规则示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种针对射频系统信号幅频特性改善的方法流程图；

图5为图4中步骤S300中的其中一种检索方法流程图；

其中，附图标记说明如下：

100-鉴频模块，200-模数转换电路，300-控制存储模块，400-数模转换电路，500-可变增益模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的一种针对射频系统信号幅频特性改善的系统及方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。

<实施例一>

本实施例提供了一种针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，如附图1所示，本实施例提供的一种针对射频系统信号幅频特性改善的系统包括可变增益模块500、鉴频模块100、控制存储模块300、数模转换器和模数转换器，在本实施例中，所述数模转换器为数模转换电路400，所述模数转换器为模数转换电路200。具体地，所述鉴频模块100的输入端接收输入信号，所述鉴频模块100的输出端与所述模数转换电路200的输入端连接，；所述模数转换电路200的输出端与所述控制存储模块300的输入端连接；所述控制存储模块300的输出端与所述数模转换电路400的输入端连接，所述数模转换电路400的输出端与所述可变增益模块500的调谐电压输入端连接，所述输入信号经过所述可变增益模块500增益后获得输出信号。

进一步地，所述控制存储模块300中预设数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系。在本实施例中，储存有数字电压值与工作信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系，所述数字电压值与输入信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系以对应关系表格的形式存储。进一步地，所述数字电压值与工作信号频点的对应关系表格按照数字电压值的升序排列；所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系表格按照工作信号频点的升序排列。显然其存储方式并不是本发明的限制，在其他的实施方式中，其对应关系也可以以其他方式存储。

在本实施例中，所述可变增益模块500为可变增益放大器，显然地，这并非本发明的限制，在其他的实施方式中，也可以为可变模拟衰减器。当所述可变增益模块500为可变增益放大器时，调谐电压与增益关系可以是正斜率线性关系也可以是负斜率线性关系。当所述可变增益模块500为可变模拟衰减器时，所述可变模拟衰减器的调谐电压与衰减关系包括正斜率线性对应关系或负斜率线性对应关系。

具体地，所述控制存储模块300用于根据所述输入数字电压值，检索预设的数字电压值与工作信号频点的对应关系表格和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系表格，确定与输入信号信号频率对应的可变增益模块调谐电压，控制所述可变增益模块500的增益，从而，通过改变所述输出信号的输出幅值，有效地改善信号的幅频特性。

在其中一种实施方式中，所述数字电压值与工作信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系是基于对原射频系统的全频段幅频特性进行测量后规划得到，并根据所述射频系统信号全频段的幅频特性的建立的。

具体地，如附图2所示，所述数字电压值与工作信号频点的对应关系，规划及建立规则为：把需要进行幅频特性补偿的频段进行频率划分。比如将频率范围f_a～f_b的频段分为n段(f₀～f₁，f₁～f₂，...，f_n-1～f_n)，分别n+1个工作频率点(f_i，i＝0，1，2，...，n)作为鉴频模块的工作信号，得到对应的工作模拟电压，继而通过所述模数转换器得到对应的数字电压值，从而建立n+1个数字电压值(U_i，i＝0，1，2，...，n)与工作信号频点的对应关系，所述数字电压值与工作信号频点的对应关系中的值是离散值。

同样地，如附图3所示，工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系表格的规划及建立规则为：把需要进行幅频特性补偿的频段进行频率划分。即频率范围f_a～f_b分为n段(f₀～f₁，f₁～f₂，...，f_n-1～f_n)，根据n+1个频率点(f_i，i＝0，1，2，...，n)的目标幅频特性与原幅频特性的补偿增益，以及可变增益模块的增益所对应的可变增益模块的调谐电压，得到n+1个工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系。

具体地，将需要进行幅频特性补偿的频段进行频率划分，得到若干个所述工作信号频点，所述工作信号频点的间隔和数量由所述幅频特性的改善需求确定。以某一个S频段射频系统为例进行说明，如表一：某一个S频段射频系统的幅频特性如下，

表一：某一个S频段射频系统的幅频特性

从表一中可以看出，3GHz至4GHz频段的幅频特性较差，因此需要进行针对性补偿。先对该频段进行细测量，得到频率与增益之间的对应关系，如下，

表二：某一个S频段射频系统3GHz至4GHz的频率与增益

为了得到更好的射频系统信号幅频特性，以满足相关技术指标，在其中一种实施方式中，所述射频系统信号全频段的幅频特性越不理想，所述工作信号频点的间隔越小，得到如表三所示的工作信号频点与幅频特性补偿增益对应关系，本例中补偿增益步级为0.5dB。

表三：工作信号频点与幅频特性补偿增益对应关系

特别地，所述工作信号频点和数量可以根据实际工作情况及相关技术指标的要求设定，工作信号频点的间隔可以是等距的，也可以是非等距的。显然地，所述工作信号频点的数量越多，间隔越小，所述射频系统信号幅频特性的改善处理系统的信号幅频特性的改善越理想。

进一步地，若所述数字电压值与工作信号频点的对应关系表格中的工作信号频点为第一集合，若所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系中的工作信号频点为第二集合，上述实施例中的所述第一集合和所述第二集合完全相同。因此，作为替代，也可以仅储存数字电压值和可变增益模块调谐电压的对应关系表格。显然地，这并非本发明的限制，所述第一集合和所述第二集合也可以不完全相同，当所述第一集合和所述第二集合不完全相同时，可以根据检索到的第一集合中的工作信号频点，在第二集合中检索最接近的工作信号频点，再根据所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系表格，获取可变增益模块调谐电压。

<实施例二>

本实施例提供了一种针对射频系统信号幅频特性的改善处理方法，基于上述任一实施例所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统实现，可变增益模块的输入端接收输入信号，可变增益模块的增益由模拟调谐电压控制，对输入信号进行处理后输出信号。如附图4所示，包括以下步骤，

S100：检测输入信号的频率，并获取对应的模拟电压。

在本实施例中，输入信号通过鉴频模块，所述鉴频模块检测所述输入信号的频率，并将模拟电压输出至所述模数转换电路.

S200：将所述模拟电压转换为输入数字电压值U_s。具体地，所述模式转换电路将输入信号的频率对应的模拟电压转换为输入数字电压值U_s，并输出至所述控制存储模块。

S300：所述控制存储模块根据所述输入数字电压值U_s，及预设的数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，检索得到可变增益模块的数字调谐电压值，并将所述数字调谐电压值输出至所述数模转换电路。

S400：所述数模转换电路将所述数字调谐电压值转换为模拟调谐电压。并输出至所述可变增益模块的模拟调谐电压输入端。

S500：根据所述模拟调谐电压控制所述可变增益模块的增益，可变增益模块接收输入信号并据所述增益改变输入信号的输出幅值。

具体的，在执行步骤S100之前，还包括建立数字电压值与工作信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系并将其存储到所述控制存储模块。

具体地，有关数字电压值与工作信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系建立的频段划分规则请参见实施例一中的相关阐述。

步骤S300中根据所述输入数字电压值U_s，及预设的数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，检索得到可变增益模块的数字调谐电压值。其中一种实施方式，如附图5所示，检索得到可变增益模块的数字调谐电压值的方法包括以下步骤，

S310：检索所述数字电压值与工作信号频点的对应关系，确定所述对应关系中与所述输入数字电压值U_s差值最小的数字电压值为检索目标值，从而将所述对应关系中的数字电压值对应的工作信号频点作为输入信号的工作信号频点。具体地，判断所述输入数字电压值U_s与n个数字电压值U_i(i＝1，2，...，n)的大小关系，若U_s＞U_i，进行i＝i+1累加；若U_s≤U_i，比较U_s与“U_i-1、U_i均值

大小关系，若

则根据数字电压值与工作信号频点的对应关系，将U_i对应的工作信号频点作为输入信号的工作信号频点，若U_s≤1/2(U_i-1+U_i)，则将U_i-1对应的工作信号频点作为输入信号的工作信号频点。

S320：检索所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系，将与所述工作信号频点对应的可变增益模块的数字调谐电压值作为可变增益模块的数字调谐电压值。

特别地，本发明所提供的针对射频系统信号幅频特性的改善处理方法的步骤S300中数字电压值与工作信号频点的对应关系的检索策略，具有“模糊检索”的特性，即输入数字电压值按最靠近的原则，和对应关系中的数字电压值对应，获得对应的工作信号频点。本领域的技术人员应该可以理解，上述根据输入的数字电压值，检索确定工作信号频点的方法仅是较佳实施方式的描述，并非本发明的限制，在其他的实施方式中，根据实际射频系统信号幅频特性，也可以采用其他的检索方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

综上，上述实施例对一种针对射频系统信号幅频特性改善的系统及方法的不同构型进行了详细说明，当然，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，其特征在于，包括鉴频模块、控制存储模块、数模转换器、模数转换器和可变增益模块；

其中，所述鉴频模块的输入端接收输入信号，所述鉴频模块的输出端与所述模数转换器的输入端连接；

所述模数转换器的输出端与所述控制存储模块的输入端连接；

所述控制存储模块的输出端与所述数模转换器的输入端连接，所述控制存储模块中预设数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系；

所述数模转换器的输出端与所述可变增益模块的调谐电压输入端连接；

所述可变增益模块的输入端接收输入信号；

所述控制存储模块用于根据所述输入数字电压值，检索预设的数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，进而确定与输入信号频率对应的可变增益模块调谐电压，控制所述可变增益模块的增益。

2.根据权利要求1所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，其特征在于，所述预设数字电压值与可变增益调谐电压的对应关系，包括数字电压值与工作信号频点的对应关系，以及工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系。

3.根据权利要求2所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，其特征在于，所述控制存储模块中的数字电压值与工作信号频点的对应关系，是根据输入所述鉴频模块的工作信号频率对应输出模拟电压，再以此电压作为所述模数转换器的输入模拟电压对应输出数字电压值，继而建立所述控制存储模块中的数字电压值与工作信号频点的对应关系。

4.根据权利要求3所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，其特征在于，所述控制存储模块中的数字电压值与工作信号频点的对应关系中的值是离散值；

根据所述射频系统信号全频段的幅频特性，将需要进行幅频特性补偿的频段进行频率划分，得到若干个所述工作信号频点，所述工作信号频点的间隔和数量由所述幅频特性确定。

5.根据权利要求4所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，其特征在于，所述数字电压值与工作信号频点的对应关系中的输入信号频点和所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系中的工作信号频点划分是一致的，并且所述射频系统信号全频段的幅频特性越不理想，所述信号频点的间隔越小。

6.根据权利要求5所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，其特征在于，所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系包括，根据每个所述工作信号频点与目标幅频特性所需的补偿增益，并以所述补偿增益为可变增益模块的增益，确定所述可变增益模块的增益所对应的可变增益模块调谐电压。

7.根据权利要求6所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，其特征在于，所述可变增益模块的可变增益动态范围大于等于所述工作信号频点与目标幅频特性所需的补偿增益值。

8.根据权利要求1所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统，其特征在于，所述可变增益模块包括可变增益放大器或可变模拟衰减器，所述可变增益模块的调谐电压与可变增益放大器或可变模拟衰减器的关系包括正斜率线性对应关系或负斜率线性对应关系。

9.一种针对射频系统信号幅频特性的改善处理方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理系统实现，包括以下步骤，

S100：检测输入信号的频率，并获取对应的模拟电压；

S200：将所述模拟电压转换为输入数字电压值U_s；

S300：根据所述输入数字电压值U_s，及预设的数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，检索得到可变增益模块的数字调谐电压值；

S400：将所述数字调谐电压值转换为模拟调谐电压；

S500：根据所述模拟调谐电压控制所述可变增益模块的增益。

10.根据权利要求9所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理方法，其特征在于，还包括在执行步骤S100之前，建立数字电压值与工作信号频点的对应关系和工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系，并将其存储到所述控制存储模块。

11.根据权利要求9所述的针对射频系统信号幅频特性的改善处理方法，其特征在于，步骤S300中根据所述输入数字电压值U_s，及预设的数字电压值与可变增益模块调谐电压的对应关系，检索得到可变增益模块的数字调谐电压值，包括以下步骤，

S310：检索所述数字电压值与工作信号频点的对应关系，确定所述对应关系中与所述数字电压值U_s差值最小的数字电压值为检索目标值，从而将所述对应关系中的数字电压值对应的工作信号频点作为输入信号的频点；

S320：根据所述输入信号的频点，检索所述工作信号频点与可变增益模块调谐电压的对应关系，将所述工作信号频点对应的可变增益模块的数字调谐电压值作为可变增益模块的数字调谐电压值。

Images