CN201282450Y - 一种改进的射频模块 - Google Patents

Abstract

一种改进的射频模块，包括一射频屏蔽壳，射频屏蔽壳体内设的功率放大电路、补偿电路，功率放大电路、补偿电路依序串接在信号主链路上，射频屏蔽壳体外设有射频模块的监控口，补偿电路为软硬件补偿电路，射频屏蔽壳体内还设有模块监控电路，功率放大电路与软硬件补偿电路之间、软硬件补偿电路与模块监控电路之间分别由监控信号线连接，模块监控电路则与监控口通过RS－485总线连接；本实用新型采用软硬件补偿电路和模块监控电路结合的结构替代了纯硬件补偿电路，通过补偿表格或公式/算法所得的数据对射频模块进行智能化补偿，提高了射频模块的补偿准确度、可靠性以及抗干扰的能力，RS－485总线是差分电平方式，消除了信号量之间的干扰。

Description

一种改进的射频模块

【技术领域】

本实用新型涉及通信领域中射频模块性能，尤其涉及一种改进的射频模块。

【背景技术】

射频模块作为基站、直放站等通信系统的重要组成部分，其稳定性直接影响到整个通信系统的稳定性，随着通信行业的迅速发展，对它的要求也越来越高。尤其在3G时代，为了追求更高的数据速率和频谱效率，普遍采用线性调制方式(例如QPSK、16QAM等方式)，这些调制方式需要线性度更高的射频模块。现有的射频模块由于种种原因存在功率检测准确度不高、射频功放的线性度不好、射频模块的增益稳定性不好，会随温度的变化而变化等缺陷。

图1为现有射频模块的结构示意图。如图所示，射频模块包括信号输入端11、功率放大电路12、硬件补偿电路13、监控信号线14、信号输出端15、监控口16、监控信号线17以及射频屏蔽壳19。

上述现有的射频模块存在以下缺陷：

1、射频模块的硬件补偿电路13中采用的是硬件补偿，也就是采用电子元器件本身的温度特性来补偿。硬件补偿主要是调整功率放大管的栅极电压。在实际操作过程中，由于每个功率放大管的温度特性会存在不一致，且每个电子元器件本身的温度特性也会存在差异，因此所补偿的准确度和可靠性较低，在一定程度上不能满足射频模块的需要。比如说，硬件补偿电路13中的增益补偿电路采用的是硬件补偿，当硬件补偿采用的电子元器件的温度特性不能和功率放大管需要补偿的特性完全吻合的时候，便会在不同温度的时候出现增益补偿偏差的现象。

2、射频模块中的功率放大电路的检测信号和控制信号需要电路补偿的部分通常也是采用硬件补偿方法。例如射频模块中链路的下行输出功率的大小检测采用的是常用的射频检波器件，当这个射频检波器件的检波曲线跟检波补偿器件的补偿曲线不一致的时候就会出现下行输出功率不准确的现象。在实际操作过程中，射频检波器件的检波曲线经常和检波补偿器件的补偿曲线不一致，致使现有的射频模块检测功率的精度不是很高，一般精度误差在±2dB，当补偿曲线和检波曲线严重不一致的时候，检测出来的误差甚至高达±5dB。

3、如图1所示，现有射频模块的监控信号量是从模块的控制电路/检测电路直接连出，并汇总到监控口16。由于这些监控信号量是TTL、CMOS或模拟量的信号，容易互相干扰或受到外界的干扰，导致射频模块的性能受到影响。

从以上现有技术存在的这些缺陷可以看出，我们现在有必要设计一种新型的射频模块以提高射频模块中补偿的准确度、可靠性以及抗干扰的能力。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种利用射频模块性能的补偿方法后改进的射频模块，以提高射频模块产品性能，从而进一步提高射频模块中补偿的准确度、可靠性以及抗干扰的能力。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：

一种改进的射频模块，包括一射频屏蔽壳，该射频屏蔽壳体内设有的功率放大电路、补偿电路，功率放大电路、补偿电路依序串接在信号主链路上，所述射频屏蔽壳体外设有射频模块的监控口，其特征在于：所述的补偿电路为软硬件补偿电路，所述射频屏蔽壳体内还设有模块监控电路，功率放大电路与软硬件补偿电路之间、软硬件补偿电路与模块监控电路之间分别由监控信号线连接，模块监控电路则与监控口通过RS-485总线连接。

进一步地，所述的软硬件补偿电路包括射频功率检测电路、数模转换电路、模数转换电路和第一、第二射频电路隔离器；其中射频功率检测电路的输入端连接所述功率放大电路，输出端和第一射频隔离器相连，第一射频隔离器同时还和模数转换电路的输出端相连，模数转换电路的输出端和模块监控电路相连；数模转换电路的输入端和模块监控电路相连，输出端和第二射频隔离器相连，第二射频隔离器还连接所述功率放大电路。

进一步地，所述的模块监控电路包括CPU、晶振、RS-485转换器和温度传感器；其中晶振和CPU中的参考时钟引脚相连接，RS-485转换器与CPU中的收发信号线相连接。

进一步地，所述模数转换电路的输出端和所述模块监控电路中的CPU相连，另一端与模块监控电路中的温度传感器连接；所述数模转换电路的输入端亦和所述模块监控电路中的CPU相连。

进一步地，所述射频模块的监控口包含把模块监控电路中的监控信号连接到射频模块外围的控制装置的数据连接器，该数据连接器与模块监控电路中输出的RS-485总线连接。

进一步地，所述的功率放大电路包含功率放大器和定向耦合器，其中功率放大器的输入端连接信号输入端，功率放大器的输出端连接定向耦合器，同时功率放大器与第二射频隔离器连接、定向耦合器与射频功率检测电路的输入端连接。

本实用新型提供的改进的射频模块，主要采用全新的软硬件补偿电路和模块监控电路替代了原来的硬件控制补偿电路，通过预设在补偿电路的补偿表格或公式/算法所得的数据对射频模块进行智能化补偿，可以准确且容易地调节器件的各种特性指标，提高了射频模块的补偿精度和准确度，同时采用RS-485总线的输出方式，由于RS-485总线是差分电平方式，消除了信号量之间的干扰；且模块信号量转换成了数据量传送，避免了外界干扰信号的引入，增强了射频模块的可靠性和抗干扰的能力；并且由于射频模块采用上述结构的监控方式，可以采用电脑等工具自动调试和测试，提高了生产的效率。

【附图说明】

图1为现有射频模块的结构示意图；

图2为本实用新型射频模块的结构示意图；

【具体实施方式】

本实用新型的目的在于提供一种对改进之后的射频模块。

以下结合具体实施例以及附图详述本实用新型。

图2为本实用新型所提供改进后射频模块的结构示意图，如图所示，其结构包括一射频屏蔽壳29，射频屏蔽壳29的壳体外设有射频模块的监控口26，射频屏蔽壳29的壳体内设有依序串接在信号主链路上的功率放大电路22和软硬件补偿电路23，射频屏蔽壳29的壳体内还设有模块监控电路24，功率放大电路22与软硬件补偿电路23之间、软硬件补偿电路23与模块监控电路24之间分别由监控信号线27连接，模块监控电路24则与监控口通过RS-485总线28连接。本实用新型模块结构中，射频模块的信号由信号输入端21导入再经由信号输出端25输出至相应的链路上。

更加具体地，软硬件补偿电路23包括射频功率检测电路、数模转换电路、模数转换电路和第一、第二射频电路隔离器；其中射频功率检测电路的输入端连接所述功率放大电路，输出端和第一射频隔离器的一端相连，第一射频隔离器的另一端和模数转换电路的输出端相连，模数转换电路的输出端和模块监控电路相连；数模转换电路的输入端和模块监控电路相连，输出端和第二射频隔离器的一端相连，第二射频隔离器的另一端连接所述功率放大电路。在软硬件补偿电路23中，射频功率检测电路检测从定向耦合器送过来的采集射频信号并将之转换成一定比例的电压值，经过射频电路隔离送给模数转换电路；模数转换电路再把采集到的电压值转换成数据，并把数据送到连接MCU的数据总线上去；数模转换电路从和MCU相连的数据总线上获取数据，并把这个数据转换成一定比例的电压值，该电压值经过射频电路隔离器控制射频功率放大器中的功放管的栅极电压。

更加具体地，功率放大电路22包含功率放大器和定向耦合器，其中功率放大器的输入端连接信号输入端21，功率放大器的输出端连接定向耦合器，同时功率放大器与软硬件补偿电路23中的第二射频隔离器连接、定向耦合器与软硬件补偿电路23中的射频功率检测电路的输入端连接。

其中，功率放大电路22中的功率放大器的栅极电压控制功率放大器的放大倍数，调整整个射频模块的增益。定向耦合器直接连接在功率放大电路的输出端，起到从主链路上耦合出部分射频信号用来采样检测。

进一步地，本实用新型射频模块结构中的模块监控电路24包括MCU、晶振、RS-485转换器和温度传感器；其中MCU中有预设增益、功率等补偿表格的软件程序，用以完成软件查询补偿表格；晶振和MCU中的参考时钟引脚相连接，作用是给MCU提供工作的参考时钟；RS-485转换器和MCU中的收发信号线相连接，作用是把MCU的TTL/CMOS电平信号转换成RS-485差分电平信号。

软硬件补偿电路23中的模数转换电路的输出端(即数据端)和上述模块监控电路24中的MCU相连，另一端与模块监控电路24中的温度传感器连接；数模转换电路的输入端亦和所述模块监控电路中的MCU相连。温度传感器工作的时候，把检测到的射频模块内部的温度转换成电压值，并把这个电压值送到模数转换电路，模数转换电路将此电压值转换成数据并送到MCU。这样就完成了温度采集的过程。

本射频模块工作时，模块监控电路中的温度传感器实时采集射频模块内部的温度，并把采集到的温度数据送到MCU中；MCU中的软件程序运行，该软件程序会根据采集到的当前温度，查询存储在程序中的增益补偿表格或根据预设的公式/算法进行计算，并把查询得到或计算得到的补偿数据送到补偿电路中；数模转换电路从和MCU相连的数据总线上获取补偿数据，并把这个补偿数据转换成一定比例的电压值，该电压值经过射频电路隔离器控制射频功率放大器中的功放管的栅极电压，进而起到控制功率放大管的放大倍数的作用，从而实现控制整个射频模块的增益和调整了射频模块的线性度，从而达到减小射频模块增益和线性度受环境温度影响的作用；同时，在射频功率检测时，MCU中的软件程序运行，该软件程序会根据采集到的当前温度，查询存储在程序中的功率补偿表格或根据预设的公式/算法进行计算，，并把查询得到或计算得到的补偿数据修正检测到的射频功率值，从而达到减小射频模块功率检测准确度受环境温度影响的作用。

进一步地，所述射频模块的监控口26包含把模块监控电路24中的监控信号连接到射频模块外围的控制装置的数据连接器，该数据连接器与模块监控电路中输出的RS-485总线28连接。数据连接器的作用是把监控模块的监控信号通过RS-485总线28送至外围的控制装置。

本实用新型提供的射频模块主要采用软硬件补偿电路和模块监控电路可控的软硬件结合的方法替代了纯硬件控制补偿电路，提高了射频模块的补偿的精度和准确度，同时采用RS-485总线的输出方式，由于RS-485总线是差分电平方式，消除了信号量之间的干扰；且模块信号量转换成了数据量传送，避免了外界干扰信号的引入，增强了射频模块的可靠性和抗干扰的能力；并且由于射频模块采用上述结构的监控方式，可以采用电脑等工具自动调试和测试，提高了生产的效率。

以上所述的仅是本实用新型方法与装置的较佳实施方式，其描述较为具体和详细，并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，在本实用新型技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出若干改动或修饰为等同变化的等效实施例，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1、一种改进的射频模块，包括一射频屏蔽壳，该射频屏蔽壳体内设有的功率放大电路、补偿电路，功率放大电路、补偿电路依序串接在信号主链路上，所述射频屏蔽壳体外设有射频模块的监控口，其特征在于：所述的补偿电路为软硬件补偿电路，所述射频屏蔽壳体内还设有模块监控电路，功率放大电路与软硬件补偿电路之间、软硬件补偿电路与模块监控电路之间分别由监控信号线连接，模块监控电路则与监控口通过RS-485总线连接。

2、根据权利要求1所述的一种改进的射频模块，其特征在于：所述的软硬件补偿电路包括射频功率检测电路、数模转换电路、模数转换电路和第一、第二射频电路隔离器；其中射频功率检测电路的输入端连接所述功率放大电路，输出端和第一射频隔离器相连，第一射频隔离器同时还和模数转换电路的输出端相连，模数转换电路的输出端和模块监控电路相连；数模转换电路的输入端和模块监控电路相连，输出端和第二射频隔离器相连，第二射频隔离器还连接所述功率放大电路。

3、根据权利要求1或2所述的一种改进的射频模块，其特征在于：所述的模块监控电路包括CPU、晶振、RS-485转换器和温度传感器；其中晶振和CPU中的参考时钟引脚相连接，RS-485转换器与CPU中的收发信号线相连接。

4、根据权利要求3所述的一种改进的射频模块，其特征在于：所述模数转换电路的输出端和所述模块监控电路中的CPU相连，另一端与模块监控电路中的温度传感器连接；所述数模转换电路的输入端亦和所述模块监控电路中的CPU相连。

5、根据权利要求4所述的一种改进的射频模块，其特征在于：所述射频模块的监控口包含数据连接器，该数据连接器与模块监控电路中输出的RS-485总线连接。

6、根据权利要求2或4或5所述的一种改进的射频模块，其特征在于：所述的功率放大电路包含功率放大器和定向耦合器，其中功率放大器的输入端连接信号输入端，功率放大器的输出端连接定向耦合器，同时功率放大器与第二射频隔离器连接、定向耦合器与射频功率检测电路的输入端连接。

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