CN113078915A - 一种通信设备及其可控阻抗匹配电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种通信设备及其可控阻抗匹配电路，该可控阻抗匹配电路包括：主电路；至少一个第一子匹配电路，所述第一子匹配电路连接所述主电路，用于接收第一控制信号，所述第一子匹配电路根据所述第一控制信号实现阻抗匹配；至少一个第二子匹配电路，所述第二子匹配电路连接所述主电路，用于接收第二控制信号，所述第二子匹配电路根据所述第二控制信号实现阻抗匹配。本申请通过控制第一控制信号和第二控制信号，实现第一子匹配电路和第二子匹配电路是否参与阻抗匹配，改变可控阻抗匹配电路的阻抗匹配特性，进而调整可控阻抗匹配电路的工作带宽和谐振频率。

Description

一种通信设备及其可控阻抗匹配电路

技术领域

本申请涉及通信领域，特别是一种通信设备及其可控阻抗匹配电路。

背景技术

射频是一个很宽的频率范围，而特定的射频电路只能工作在相对很窄的频率范围内，其中射频器件工作在不同的频带范围内时呈现不同的射频特性，因而需要为其设计不同的匹配电路。因此，对于同一个射频器件，需要设计多个匹配电路，以使该射频器件工作在不同的频带范围，导致成本高。

发明内容

本申请提供一种通信设备及其可控阻抗匹配电路，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种可控阻抗匹配电路，该可控阻抗匹配电路包括：主电路；至少一个第一子匹配电路，第一子匹配电路连接主电路，用于接收第一控制信号，第一子匹配电路包括有电感或/和电容，第一子匹配电路根据第一控制信号控制电感或/和电容是否接入主电路以实现阻抗匹配；至少一个第二子匹配电路，第二子匹配电路连接主电路，用于接收第二控制信号，第二子匹配电路包括微带线，第二子匹配电路根据第二控制信号控制微带线全部或部分接入主电路以实现阻抗匹配。

其中，第一子匹配电路包括第一电感、第二电感和第一二极管，第一电感的一端连接主电路，第一电感的另一端连接第二电感的一端和第一二极管的一端，第二电感的另一端接收第一控制信号，第一二极管的另一端接地。

其中，第一子匹配电路进一步包括第三电感，第三电感的一端接收第三控制信号，第三电感的另一端连接第一二极管的另一端，第一二极管的另一端进一步接地。

其中，第一子匹配电路进一步包括第一电容、第二电容和第三电容，第一电容的一端接收第一控制信号，第一电容的一端连接第二电感的另一端，第一电容的另一端接地，第二电容的一端连接第一二极管的另一端和第三电感的另一端，第二电容的另一端接地，第三电容的一端接收第三控制信号，第三电容的一端连接第三电感的一端，第三电容的另一端接地。

其中，第一子匹配电路包括第四电感、第五电感、第六电感、第四电容和第二二极管，第四电感的一端连接主电路，第四电感的另一端连接第二二极管的一端和第五电感的一端，第五电感的另一端接地，第六电感的一端接收第四控制信号，第六电感的另一端连接第二二极管的另一端和第四电容的一端，第四电容的另一端接地。

其中，第一子匹配电路包括第七电感、第五电容和第三二极管，第五电容的一端连接主电路，第五电容的另一端连接第七电感的一端和第三二极管的一端，第七电感的另一端接收第五控制信号，第三二极管的另一端接地。

其中，第一子匹配电路包括第八电感、第六电容和第四二极管，第四二极管的一端连接输入端，第四二极管的另一端连接第六电容的一端和第八电感的一端，第六电容的另一端接地，第八电感的另一端接收第六控制信号。

其中，第二子匹配电路包括微带线、第七电容和第五二极管，微带线的输入端连接主电路的输入端，微带线的输出端连接主电路的输出端，第五二极管的一端连接微带线的第一端，第五二极管的另一端接收第二控制信号，第五二极管的另一端连接第七电容的一端，第七电容的另一端接地。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种通信设备，该通信设备包括功率放大器、信号控制器和如上述的可控阻抗匹配电路，可控阻抗匹配电路耦接功率放大器和信号控制器。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请可控阻抗匹配电路包括：主电路；至少一个第一子匹配电路，第一子匹配电路连接主电路，用于接收第一控制信号，第一子匹配电路包括有电感或/和电容，第一子匹配电路根据第一控制信号控制电感或/和电容是否接入主电路以实现阻抗匹配；至少一个第二子匹配电路，第二子匹配电路连接主电路，用于接收第二控制信号，第二子匹配电路包括有微带线，第二子匹配电路根据第二控制信号控制微带线全部或部分接入主电路以实现阻抗匹配。通过这种连接方式，本申请通过控制第一控制信号和第二控制信号以控制第一子匹配电路和第二子匹配电路是否参与阻抗匹配，改变可控阻抗匹配电路的阻抗匹配特性，进而调整可控阻抗匹配电路的工作带宽和谐振频率，避免设计多个匹配电路，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请可控阻抗匹配电路的一实施例的电路示意图；

图2是图1中第一子匹配电路的第一实施例的电路示意图；

图3是图1中第一子匹配电路的第二实施例的电路示意图；

图4是图1中第一子匹配电路的第三实施例的电路示意图；

图5是图1中第一子匹配电路的第四实施例的电路示意图；

图6是图1中第一子匹配电路的第五实施例的电路示意图；

图7是图1中第一子匹配电路的第六实施例的电路示意图；

图8是图1中第一子匹配电路的第七实施例的电路示意图；

图9是图1中第一子匹配电路的第八实施例的电路示意图；

图10是图1中第一子匹配电路的第九实施例的电路示意图；

图11是图1中第二子匹配电路的一实施例的电路示意图；

图12是本申请通信设备的一实施例的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请可控阻抗匹配电路的一实施例的电路示意图。可控阻抗匹配电路10包括主电路11、第一子匹配电路12和第二子匹配电路13。第一子匹配电路12和第二子匹配电路13的一端连接主电路11。

第一子匹配电路12包括有电感或/和电容，第一子匹配电路12接收第一控制信号U₁，并根据第一控制信号U₁控制电感或/和电容是否参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配，进而控制第一子匹配电路12是否参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配。当第一子匹配电路12参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配时，射频信号可以通过第一子匹配电路12。

第二子匹配电路13包括有微带线，第二子匹配电路13接收第二控制信号U₂，并根据第二控制信号U₂控制微带线全部或部分接入主电路，进而控制第二子匹配电路13是否参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配。当第二子匹配电路13参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配时，射频信号可以通过第二子匹配电路13。

其中，第一控制信号U₁和第二控制信号U₂均为直流电压。

可选地，第一子匹配电路12和第二子匹配电路13可以分别单独参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配，也可以共同参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配。

区别于现有技术，本实施例通过控制第一控制信号U₁和第二控制信号U₂以控制第一子匹配电路12和第二子匹配电路13是否参与阻抗匹配，改变可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配特性，进而调整可控阻抗匹配电路10的工作带宽和谐振频率，避免设计多个匹配电路，降低成本。

进一步参阅图2，图2是图1中第一子匹配电路的第一实施例的电路示意图。第一子匹配电路12包括第一电感L1、第二电感L2和第一二极管D1。

第一电感L1的一端连接主电路11的输入端U_in，第一电感L1的另一端连接第二电感L2的一端和第一二极管D1的正极，第二电感L2的另一端接收第一控制信号U₁，第一二极管D1的负极接地。

其中，第一二极管D1为PIN二极管，第一电感L1为匹配电感，第二电感L2为通直流隔交流的电感，第一控制信号U₁为直流电压。第二电感L2可以防止射频信号经过第二电感L2传输至第一控制信号U₁端。

当第一控制信号U₁为高电平时，第一二极管D1导通，射频信号可以通过第一二极管D1传输，则第一电感L1起匹配作用，参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配；当第一控制信号U₁为低电平时，第一二极管D1不导通，射频信号无法通过第一二极管D1，第一电感L1无法起匹配作用。其中，高电平为高于第一二极管D1导通门槛电压的输入电平，低电平为低于第一二极管D1导通门槛电压的输入电平。可选地，高电平可为+3.6V、+4V、+5V等。可选地，低电平可为0V、0.1V、0.2V等。

区别于现有技术，本实施例通过控制输出不同的第一控制信号U₁，以实现控制第一二极管D1的导通或不导通，控制方法简单，容易实施。

进一步参阅图3，在上述实施例的基础上，本实施例第一子匹配电路12进一步包括第三电感L3。

第三电感L3的一端接收第三控制信号U₃，第三电感L3的另一端连接第一二极管D1的负极，第一二极管D1的负极进一步接地。

其中，第三电感L3为通直流隔交流的电感，第三控制信号U₃为直流电压。第三电感L3可以防止射频信号经过第三电感L3传输至第三控制信号U₃端。

当第一控制信号U₁大于第三控制信号U₃，且两者的差值高于第一二极管D1导通门槛电压，第一二极管D1导通，射频信号可以通过第一二极管D1传输，则第一电感L1起匹配作用，参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配；否则，第一二极管D1不导通，射频信号无法通过第一二极管D1，第一电感L1无法起匹配作用。

本实施例增加第三控制信号U₃和第三电感L3，控制第三控制信号U₃和第一控制信号U₁的电压差，实现控制第一二极管D1的导通或不导通。无需大幅改变第三控制信号U₃和第一控制信号U₁的电压值，保持电路的电压稳定，有效节省用电。

其中，第一二极管D1可以反向设置。进一步参阅图4，第一二极管D1的负极连接第二电感L2的一端，第一二极管D1的正极连接第三电感L3的另一端，第一二极管D1的正极进一步接地。

当第一控制信号U₁小于第三控制信号U₃，且两者的差值高于第一二极管D1导通门槛电压，第一二极管D1导通，射频信号可以通过第一二极管D1传输，则第一电感L1起匹配作用，参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配；否则，第一二极管D1不导通，射频信号无法通过第一二极管D1，第一电感L1无法起匹配作用。

进一步参阅图5，在上述实施例的基础上，本实施例第一子匹配电路12进一步包括第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3。

第一电容C1的一端接收第一控制信号U₁，第一电容C1的一端连接第二电感L2的另一端，第一电容C1的另一端接地，第二电容C2的一端连接第一二极管D1的负极和第三电感L3的另一端，第二电容C2的另一端接地，第三电容C3的一端接收第三控制信号U₃，第三电容C3的一端连接第三电感L3的一端，第三电容C3的另一端接地。

当第一控制信号U₁大于第三控制信号U₃，且两者的差值高于第一二极管D1导通门槛电压，第一二极管D1导通，射频信号可以通过第一二极管D1和第二电容C2传输，则第一电感L1起匹配作用，参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配；否则，第一二极管D1不导通，射频信号无法通过第一二极管D1，第一电感L1无法起匹配作用。

本实施例增加第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3。第一电容C1和第三电容C3能够使第一控制信号U₁和第三控制信号U₃均匀化，防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。第二电容C2能够减少主电路11的输入电压与地面之间的高频干扰阻抗，防止干扰信号返回主电路11的输入端。

进一步参阅图6，图6是图1中第一子匹配电路的第五实施例的电路示意图。第一子匹配电路12包括第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第四电容C4和第二二极管D2。

第四电感L4的一端连接主电路11的输入端U_in，第四电感L4的另一端连接第二二极管D2的负极和第五电感L5的一端，第五电感L5的另一端接地，第六电感L6的一端接收第四控制信号U₄，第六电感L6的另一端连接第二二极管D2的正极和第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端接地。

其中，第四电感L4和第五电感L5为匹配电感，第六电感L6为通直流隔交流的电感，第四控制信号U₄为直流电压。第六电感L6可以防止射频信号经过第六电感L6传输至第四控制信号U₄端。

当第四控制信号U₄为高电平时，第四电容C4被击穿，第二二极管D2导通，射频信号可以通过第二二极管D2和第四电容C4传输，则第四电感L4起匹配作用，参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配，第五电感L5不起匹配作用；当第四控制信号U₄为低电平时，第二二极管D2不导通，射频信号可以通过第四电感L4和第五电感L5传输，此时第四电感L4和第五电感L5共同起匹配作用。其中，高电平为高于第二二极管D2导通门槛电压的输入电平，低电平为低于第二二极管D2导通门槛电压的输入电平。可选地，高电平可为+3.6V、+4V、+5V等。可选地，低电平可为0V、0.1V、0.2V等。

区别于现有技术，本实施例通过控制输出不同的第四控制信号U₄，以实现控制第二二极管D2的导通或不导通，控制第五电感L5是否起匹配作用，控制方法简单，容易实施。

请参阅图7，图7是图1中第一子匹配电路的第六实施例的电路示意图。第一子匹配电路12包括第五电容C5、第三二极管D3和第七电感L7。

其中，第七电感L7为通直流隔交流的电感，第五控制信号U₅为直流电压。第七电感L7可以防止射频信号经过第七电感L7传输至第五控制信号U₅端。

第五电容C5的一端连接主电路11的输入端U_in，第五电容C5的另一端连接第七电感L7的一端和第三二极管D3的正极，第七电感L7的另一端接收第二控制信号U₂，第三二极管D3的负极接地。

当第五控制信号U₅为高电平时，射频信号可以通过第三二极管D3传输，则第五电容C5起匹配作用，参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配；当第五控制信号U₅为低电平时，第五电容C5和第三二极管D3不导通，射频信号无法通过第五电容C5和第三二极管D3。其中，高电平为高于第三二极管D3导通门槛电压的输入电平，低电平为低于第三二极管D3导通门槛电压的输入电平。可选地，高电平可为+3.6V、+4V、+5V等。可选地，低电平可为0V、0.1V、0.2V等。

区别于现有技术，本实施例通过控制输出不同的第五控制信号U₅，以实现控制第三二极管D3的导通或不导通，控制方法简单，容易实施。

其中，第三二极管D3可以反向设置。进一步参阅图8，第三二极管D3的负极连接第七电感L7的一端和第五电容C5的另一端，第三二极管D3的正极接地。

当第五控制信号U₅为低电平时，射频信号可以通过第三二极管D3传输，则第五电容C5起匹配作用，参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配；当第五控制信号U₅为高电平时，第五电容C5和第三二极管D3不导通，射频信号无法通过第五电容C5和第三二极管D3。其中，高电平为高于第三二极管D3导通门槛电压的输入电平，低电平为低于第三二极管D3导通门槛电压的输入电平。可选地，高电平可为0V、0.1V、0.2V等。可选地，低电平可为-3.6V、-4V、-5V等。

进一步参阅图9，图9是图1中第一子匹配电路的第八实施例的电路示意图。第一子匹配电路12包括第六电容C6、第四二极管D4和第八电感L8。

其中，第八电感L8为通直流隔交流的电感，第六控制信号U₆为直流电压。第八电感L8可以防止射频信号经过第八电感L8传输至第六控制信号U₆端。

第四二极管D4的正极连接主电路11的输入端U_in，第四二极管D4的负极连接第六电容C6的一端和第八电感L8的一端，第六电容C6的另一端接地，第八电感L8的另一端接收第六控制信号U₆。

当第六控制信号U₆小于主电路11的输入电压，且两者的差值高于第四二极管D4导通门槛电压，射频信号可以通过第四二极管D4传输，则第六电容C6起匹配作用，参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配；否则，第六电容C6和第四二极管D4不导通，射频信号无法通过第六电容C6和第四二极管D4。

区别于现有技术，本实施例通过控制输出不同的第六控制信号U₆，以实现控制第四二极管D4的导通或不导通，控制方法简单，容易实施。

其中，第四二极管D4可以反向设置。进一步参阅图10，第四二极管D4的负极连接主电路11的输入端U_in，第四二极管D4的正极连接第六电容C6的一端和第八电感L8的一端。

当第六控制信号U₆大于主电路11的输入电压时，且两者的差值高于第四二极管D4导通门槛电压，射频信号可以通过第四二极管D4传输，则第六电容C6起匹配作用，参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配；否则，第六电容C6和第四二极管D4不导通，射频信号无法通过第六电容C6和第四二极管D4。

进一步参阅图11，图11是图1中第二子匹配电路的一实施例的电路示意图。第二子匹配电路13包括微带线131、第五二极管D5和第七电容C7。

微带线131的输入端连接主电路11的输入端，微带线131的输出端连接主电路11的输出端，微带线131的第二端接地，第五二极管D5的负极连接微带线14的第一端，第五二极管D5的正极接收第二控制信号U₂，第五二极管D5的正极连接第七电容C7的一端，第七电容C7的另一端接地。

其中，微带线131的第一端与输入端的距离为预设距离L1，微带线131的第二端与输入端的距离为L2。

当第二控制信号U₂为高电平时，第五二极管D5和第七电容C7导通，微带线131的第一端接地，微带线131长度为L1的部分参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配；当第二控制信号U₂为低电平时，第五二极管D5和第七电容C7不导通，微带线131的第二端接地，微带线131整体参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配。其中，高电平为高于第五二极管D5导通门槛电压的输入电平，低电平为低于第五二极管D5导通门槛电压的输入电平。可选地，高电平可为+3.6V、+4V、+5V等。可选地，低电平可为0V、0.1V、0.2V等。

区别于现有技术，本实施例通过第二控制信号U₂高低电平的切换，改变微带线131的接地长度，控制微带线131参与可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配的长度，进而控制第二子匹配电路13是否参与阻抗匹配，能够改变可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配特性，进而调整可控阻抗匹配电路10的工作带宽和谐振频率，避免设计多个匹配电路，降低成本。

请参阅图12，图12是本申请通信设备的一实施例的电路示意图。通信设备1包括可控阻抗匹配电路10、功率放大器20和信号控制器30，可控阻抗匹配电路10耦接功率放大器20和信号控制器30。可控阻抗匹配电路10接收输入信号，通过信号控制器30输出不同控制信号实现改变可控阻抗匹配电路10的阻抗匹配特性，进而调整可控阻抗匹配电路10的工作带宽和谐振频率，实现功率放大器20工作于不同频带。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种可控阻抗匹配电路，其特征在于，所述可控阻抗匹配电路包括：

主电路；

至少一个第一子匹配电路，所述第一子匹配电路连接所述主电路，用于接收第一控制信号，所述第一子匹配电路包括有电感或/和电容，所述第一子匹配电路根据所述第一控制信号控制所述电感或/和电容是否接入主电路以实现阻抗匹配；

至少一个第二子匹配电路，所述第二子匹配电路连接所述主电路，用于接收第二控制信号，所述第二子匹配电路包括有微带线，所述第二子匹配电路根据所述第二控制信号控制所述微带线全部或部分接入主电路以实现阻抗匹配。

2.根据权利要求1所述的可控阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一子匹配电路包括第一电感、第二电感和第一二极管，所述第一电感的一端连接所述主电路，所述第一电感的另一端连接所述第二电感的一端和所述第一二极管的一端，所述第二电感的另一端接收所述第一控制信号，所述第一二极管的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的可控阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一子匹配电路进一步包括第三电感，所述第三电感的一端接收第三控制信号，所述第三电感的另一端连接所述第一二极管的另一端，所述第一二极管的另一端进一步接地。

4.根据权利要求3所述的可控阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一子匹配电路进一步包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容的一端接收所述第一控制信号，所述第一电容的一端连接所述第二电感的另一端，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端连接所述第一二极管的另一端和所述第三电感的另一端，所述第二电容的另一端接地，所述第三电容的一端接收所述第三控制信号，所述第三电容的一端连接所述第三电感的一端，所述第三电容的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的可控阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一子匹配电路包括第四电感、第五电感、第六电感、第四电容和第二二极管，所述第四电感的一端连接所述主电路，所述第四电感的另一端连接所述第二二极管的一端和所述第五电感的一端，所述第五电感的另一端接地，所述第六电感的一端接收第四控制信号，所述第六电感的另一端连接所述第二二极管的另一端和所述第四电容的一端，所述第四电容的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的可控阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一子匹配电路包括第七电感、第五电容和第三二极管，所述第五电容的一端连接所述主电路，所述第五电容的另一端连接所述第七电感的一端和所述第三二极管的一端，所述第七电感的另一端接收第五控制信号，所述第三二极管的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的可控阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一子匹配电路包括第八电感、第六电容和第四二极管，所述第四二极管的一端连接所述主电路，所述第四二极管的另一端连接所述第六电容的一端和所述第八电感的一端，所述第六电容的另一端接地，所述第八电感的另一端接收第六控制信号。

8.根据权利要求1所述的可控阻抗匹配电路，其特征在于，所述第二子匹配电路包括微带线、第七电容和第五二极管，所述微带线的输入端连接所述主电路的输入端，所述微带线的输出端连接所述主电路的输出端，所述第五二极管的一端连接所述微带线的第一端，所述第五二极管的另一端接收所述第二控制信号，所述第五二极管的另一端连接所述第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地。

9.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括功率放大器、信号控制器和如权利要求1-8任意一项所述的可控阻抗匹配电路，所述可控阻抗匹配电路耦接所述功率放大器和所述信号控制器。

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