自適應(yīng)阻抗匹配裝置、通信系統(tǒng)及阻抗匹配方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及阻抗匹配【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)阻抗匹配裝置、通信系統(tǒng)及阻抗匹配方法，自適應(yīng)阻抗匹配裝置包括控制模塊、存儲模塊以及可控阻抗匹配模塊，當(dāng)射頻收發(fā)模塊發(fā)送或接收射頻信號時，控制模塊從存儲模塊中獲取與射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值，以使所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值與當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值相匹配。本發(fā)明根據(jù)射頻收發(fā)模塊發(fā)送或接收信號的頻率值來讀取存儲模塊中存儲的阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，實現(xiàn)自適應(yīng)阻抗匹配；對于多頻段不同時工作的射頻通信系統(tǒng)，也可以共用一個自適應(yīng)阻抗匹配模塊，解決了現(xiàn)有技術(shù)中射頻通路中射頻信號的某些頻率與阻抗發(fā)生失配的問題。
【專利說明】自適應(yīng)阻抗匹配裝置、通信系統(tǒng)及阻抗匹配方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及阻抗匹配【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及自適應(yīng)阻抗匹配裝置、通信系統(tǒng)及阻抗 匹配方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 通信系統(tǒng)的射頻通路需要將信號的頻率與阻抗進(jìn)行匹配才能實現(xiàn)功率的最大傳 輸并保證最佳性能，目前對于射頻通路的匹配通常采用分立元件C、L、R來組建π型、L型以 及Τ型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，不同頻段通路需要組建不同的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)有技術(shù)的通信系統(tǒng) 中支持多網(wǎng)絡(luò)和多頻段，例如，WCDMA B1、CDMA2000 BC0、LTE B39、LTE B7、GSM1900等頻段。 對于射頻器件的射頻端口大多為50歐姆特性阻抗，在較長的走線之后，通常需要在射頻通 路的器件間添加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，且對于不同射頻通路的頻段，與其相匹配的阻抗也不同，因 此，利用分立元件C、L、R來組建不同的π型、L型以及T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)來滿足不同射頻 通路阻抗匹配的需要，導(dǎo)致匹配網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量將隨著射頻通路頻段的增加而增加，占用了大 量的空間。此外，對于同一射頻通路中的不同頻率信號，由于共用相同的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，阻 抗匹配網(wǎng)絡(luò)中的電容和電感在不同頻率下構(gòu)成的電抗值不同，從而導(dǎo)致射頻通路中某些信 號的頻率會與阻抗失配。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)阻抗匹配裝置、通信系統(tǒng)及阻抗匹配方法，旨 在解決針對現(xiàn)有技術(shù)中射頻通路中射頻信號的某些頻率與阻抗發(fā)生失配的問題。
[0004] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種自適應(yīng)阻抗匹配裝置，所述自適應(yīng)阻抗匹配裝置與第 一射頻器件、第二射頻器件以及射頻收發(fā)模塊形成信號傳輸通路，所述信號傳輸通路包括 信號發(fā)送通路和信號接收通路，所述自適應(yīng)阻抗匹配裝置包括控制模塊、存儲模塊以及可 控阻抗匹配模塊；
[0005] 所述控制模塊用于在所述信號接收通路接收信號時，根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算所述 信號接收通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)所述傳輸功率或所述反射系數(shù)調(diào)整所述可控 阻抗匹配模塊的阻抗值，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值；
[0006] 所述控制模塊還用于在所述信號發(fā)送通路發(fā)送信號時，根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算所 述信號發(fā)送通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)所述傳輸功率或所述反射系數(shù)調(diào)整所述可 控阻抗匹配模塊的阻抗值，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值；
[0007] 所述存儲模塊用于存儲接收的射頻信號的頻率值和與所述接收的射頻信號的頻 率值相匹配的阻抗值，并存儲發(fā)送的射頻信號的頻率值和與所述發(fā)送的射頻信號的頻率值 相匹配的阻抗值；
[0008] 所述射頻收發(fā)模塊通過所述信號傳輸通路向外部發(fā)送射頻信號或接收外部射頻 信號；
[0009] 所述控制模塊根據(jù)所述射頻收發(fā)模塊發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值從所述存 儲模塊中獲取與之相匹配的阻抗值，并相應(yīng)調(diào)節(jié)所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值，以使所 述可控阻抗匹配模塊的阻抗值與當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值相匹配。
[0010] 本發(fā)明還提供一種通信系統(tǒng)，包括上述的自適應(yīng)阻抗匹配裝置、第一射頻器件、第 二射頻器件、射頻收發(fā)模塊、信號處理模塊以及天線模塊，所述天線模塊、所述第一射頻器 件、所述自適應(yīng)阻抗匹配裝置、所述第二射頻器件、所述射頻收發(fā)模塊以及所述信號處理模 塊依次相連并形成信號傳輸通路。
[0011] 本發(fā)明還提供一種自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗匹配方法，所述阻抗匹配方法包括 以下步驟：
[0012] 通過所述信號接收通路依次接收多個射頻信號，并通過所述信號發(fā)送通路依次發(fā) 送多個射頻信號；
[0013] 當(dāng)所述信號接收通路接收某一信號時，所述控制模塊根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算所述 信號接收通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)所述傳輸功率或所述反射系數(shù)調(diào)整所述可控 阻抗匹配模塊的阻抗值，以得到與所述當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值；
[0014] 當(dāng)所述信號發(fā)送通路發(fā)送某一信號時，所述控制模塊根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算所述 信號接收通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)所述傳輸功率或所述反射系數(shù)調(diào)整所述可控 阻抗匹配模塊的阻抗值，以得到與所述當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值；
[0015] 所述存儲模塊存儲接收的射頻信號的頻率值和與所述接收的射頻信號的頻率值 相匹配的阻抗值，并存儲發(fā)送的射頻信號的頻率值和與所述發(fā)送的射頻信號的頻率值相匹 配的阻抗值；
[0016] 當(dāng)所述射頻收發(fā)模塊發(fā)送或接收射頻信號時，所述控制模塊根據(jù)當(dāng)前所發(fā)送或接 收的射頻信號的頻率值從所述存儲模塊中獲取與之相匹配的阻抗值，并相應(yīng)調(diào)節(jié)所述可控 阻抗匹配模塊的阻抗值，以使所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值與當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻 信號的頻率值相匹配。
[0017] 本發(fā)明提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置、通信系統(tǒng)及阻抗匹配方法，分別在接收射頻 信號時和發(fā)送射頻信號時對射頻信號進(jìn)行阻抗匹配校準(zhǔn)，并將射頻信號的頻率值和與該頻 率值相匹配的阻抗值存儲在存儲模塊中，當(dāng)不同頻段的射頻信號通過信號傳輸通路時，本 發(fā)明根據(jù)頻率值來讀取存儲模塊中存儲的阻抗數(shù)據(jù)調(diào)整自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗值進(jìn) 行匹配，實現(xiàn)自適應(yīng)阻抗匹配；對于多頻段不同時工作的射頻通信系統(tǒng)，也可以共用一個自 適應(yīng)阻抗匹配裝置，避免了對每個頻段都單獨使用阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的多元件情況，同時解決 了現(xiàn)有技術(shù)中存在的射頻通路中射頻信號的某些頻率與阻抗發(fā)生失配的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些 附圖獲得其他的附圖。
[0019] 圖1是本發(fā)明一種實施例提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明一種實施例提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置中的控制模塊的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明一種實施例提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置中的控制模塊的另一種結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4是本發(fā)明另一種實施例提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗匹配方法的流程 圖；
[0023] 圖5是本發(fā)明另一種實施例提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗匹配方法的另一 個流程圖；
[0024] 圖6是本發(fā)明另一種實施例提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗匹配方法的另一 個流程圖；
[0025] 圖7是本發(fā)明另一種實施例提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗匹配方法的另一 個流程圖；
[0026] 圖8是本發(fā)明另一種實施例提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗匹配方法的另一 個流程圖；
[0027] 圖9是本發(fā)明一種實施例提供的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0029] 為了說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來進(jìn)行說明。
[0030] 本發(fā)明一種實施例提供一種自適應(yīng)阻抗匹配裝置10,如圖1所示，自適應(yīng)阻抗匹 配裝置10與第一射頻器件20、第二射頻器件40以及射頻收發(fā)模塊30形成信號傳輸通路， 信號傳輸通路包括信號發(fā)送通路和信號接收通路，自適應(yīng)阻抗匹配裝置10包括控制模塊 101、存儲模塊103以及可控阻抗匹配模塊102 ;
[0031] 控制模塊101用于在信號接收通路接收信號時，根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算信號接收 通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)傳輸功率或反射系數(shù)調(diào)整可控阻抗匹配模塊102的阻 抗值，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值；
[0032] 控制模塊101還用于在信號發(fā)送通路發(fā)送信號時，根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算信號發(fā) 送通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)傳輸功率或反射系數(shù)調(diào)整可控阻抗匹配模塊102的 阻抗值，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值；
[0033] 存儲模塊103用于存儲接收的射頻信號的頻率值和與接收的射頻信號的頻率值 相匹配的阻抗值，并存儲發(fā)送的射頻信號的頻率值和與發(fā)送的射頻信號的頻率值相匹配的 阻抗值；
[0034] 射頻收發(fā)模塊30通過信號傳輸通路向外部發(fā)送射頻信號或接收外部射頻信號；
[0035] 控制模塊101根據(jù)射頻收發(fā)模塊30發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值從存儲模塊 103中獲取與之相匹配的阻抗值，并相應(yīng)調(diào)節(jié)可控阻抗匹配模塊102的阻抗值，以使可控阻 抗匹配模塊102的阻抗值與當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值相匹配。
[0036] 對于上述信號發(fā)送通路和信號接收通路，參見圖1中的信號箭頭方向，當(dāng)信號從 第一射頻器件20開始時，經(jīng)過自適應(yīng)阻抗匹配裝置10和第二射頻器件40,傳輸?shù)缴漕l收發(fā) 模塊30,使第一射頻器件20、自適應(yīng)阻抗匹配裝置10、第二射頻器件40以及傳輸?shù)缴漕l收 發(fā)模塊30形成信號接收通路；當(dāng)信號從射頻收發(fā)模塊30開始時，經(jīng)過第二射頻器件40和 自適應(yīng)阻抗匹配裝置10傳輸?shù)降谝簧漕l器件20,使射頻收發(fā)模塊30、第二射頻器件40、自 適應(yīng)阻抗匹配裝置10以及第一射頻器件20形成信號發(fā)送通路。
[0037] 對于射頻收發(fā)模塊30,可選的，其另一端通常還連接信號處理模塊（未示出），信 號處理模塊用于對信號進(jìn)行調(diào)試和解析后發(fā)送給射頻收發(fā)模塊30,通過信號發(fā)送通路將信 號發(fā)送出去；或者，射頻收發(fā)模塊30通過信號接收通路接收信號并發(fā)送給信號處理模塊， 信號處理模塊再對信號進(jìn)行調(diào)試和解析。
[0038] 對于控制模塊101，控制模塊101首先對在信號傳輸通路中傳輸?shù)纳漕l信號進(jìn)行 阻抗匹配校準(zhǔn)，校準(zhǔn)指的是根據(jù)射頻信號的頻率值調(diào)整可控阻抗匹配模塊102的阻抗值， 使頻率值和阻抗值達(dá)到最佳匹配；然后將射頻信號的頻率值和與之相匹配的阻抗值進(jìn)行存 儲，在正常工作時，控制模塊101根據(jù)接收或發(fā)送的信號的頻率值對與之相匹配的阻抗值 進(jìn)行調(diào)用，對自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗值進(jìn)行調(diào)整，使整個系統(tǒng)達(dá)到頻率與阻抗的最佳 匹配。
[0039] 具體的，控制模塊101可以為微處理器（MCU)或者其它形式的集成電路，如：特定 用途集成電路（Application Specific Integrated Circuit,ASIC)或現(xiàn)場可程序化門陣列 (Field Programmable Gate Array, FPGA)等。
[0040] 具體的，可控阻抗匹配模塊102的具體結(jié)構(gòu)可以有多種形式，例如，利用分立元件 電容C、電感L以及R來組建不同的π型、L型以及T型阻抗匹配模塊，阻抗匹配模塊的阻 抗值Z = R+jX，其中，在公式中R為阻值，jX為電抗值，分立元件中電阻R只有阻抗值，電容 C的電抗值為Ι/jwC，電感L的電抗值為jwL，其中，w = 23if，f為頻率。因此，對阻抗匹配 模塊的阻抗值的改變可以分為三種，即R、X、R與X的變化，在阻抗匹配中阻抗值的變化也就 分為這三種變化。因此，可以通過調(diào)節(jié)阻抗匹配模塊中某個元件的數(shù)值調(diào)整阻抗值，例如， 可以將阻抗匹配模塊中的電容設(shè)為可變電容，控制模塊可以通過調(diào)節(jié)可變電容的容值以調(diào) 節(jié)阻抗匹配模塊的阻抗值。
[0041] 進(jìn)一步地，一種實施例中，如圖2所示，控制模塊101包括阻抗調(diào)整單元111、計算 單元112和判斷單元113,控制模塊101計算傳輸功率，并根據(jù)傳輸功率調(diào)整可控阻抗匹配 模塊102的阻抗值時，具體為：
[0042] 阻抗調(diào)整單元111用于增大可控阻抗匹配模塊102的阻抗值；
[0043] 計算單元112用于計算傳輸功率；
[0044] 判斷單元113用于判斷傳輸功率增大時，驅(qū)動阻抗調(diào)整單元111繼續(xù)逐漸增加可 控阻抗匹配模塊102的阻抗值直至傳輸功率最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配 的阻抗值；
[0045] 判斷單元113還用于判斷傳輸功率減小時，驅(qū)動阻抗調(diào)整單元111逐漸減小所述 可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述傳輸功率最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹 配的阻抗值。
[0046] 對于阻抗調(diào)整單元111，可以采用每次增加固定的阻抗調(diào)整值的方式來增大可控 阻抗匹配模塊102的阻抗值，判斷單元113判斷傳輸功率與上一次計算的傳輸功率相比是 否增大，如果是，驅(qū)動阻抗調(diào)整單元111再次增大阻抗值，如果否，驅(qū)動阻抗調(diào)整單元111逐 漸減小阻抗值，直到判斷單元113判斷傳輸功率與上一次計算的傳輸功率相比減小，以此 得出上一次計算的傳輸功率為最大值，并進(jìn)一步得到傳輸功率最大時所對應(yīng)的阻抗值，并 分別對接收和發(fā)送的每一個射頻信號進(jìn)行相同步驟的校準(zhǔn)，存儲模塊103再存儲射頻信號 的頻率值及其與之匹配的阻抗值，完成校準(zhǔn)的過程。
[0047] 進(jìn)一步地，另一種實施例中，控制模塊101計算反射系數(shù)，并根據(jù)反射系數(shù)調(diào)整可 控阻抗匹配模塊102的阻抗值時，具體為：
[0048] 阻抗調(diào)整單元111用于增大所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值；
[0049] 計算單元112用于計算反射系數(shù)；
[0050] 判斷單元113用于判斷反射系數(shù)減小時，驅(qū)動阻抗調(diào)整單元102繼續(xù)增加可控阻 抗匹配模塊的阻抗值直至反射系數(shù)最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗 值；
[0051] 判斷單元113還用于判斷反射系數(shù)增大時，驅(qū)動阻抗調(diào)整單元102逐漸減小所述 可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至反射系數(shù)最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的 阻抗值。
[0052] 對于阻抗調(diào)整單元111，可以采用每次增加固定的阻抗調(diào)整值的方式來增大可控 阻抗匹配模塊102的阻抗值，判斷單元113判斷反射系數(shù)與上一次計算的反射系數(shù)相比是 否減小，如果是，驅(qū)動阻抗調(diào)整單元111再次增大阻抗值，如果否，驅(qū)動阻抗調(diào)整單元111逐 漸減小阻抗值，直到判斷單元113判斷反射系數(shù)率與上一次計算的反射系數(shù)相比增大，以 此得出上一次計算的反射系數(shù)為最小值，并進(jìn)一步得到反射系數(shù)最小時所對應(yīng)的阻抗值， 并分別對接收和發(fā)送的每一個射頻信號進(jìn)行相同步驟的校準(zhǔn)，存儲模塊103再存儲射頻信 號的頻率值及其與之匹配的阻抗值，完成校準(zhǔn)的過程。
[0053] 進(jìn)一步地，控制模塊101的另一種實施例，如圖3所示，控制模塊101還包括獲取 單元114 ;
[0054] 獲取單元114用于當(dāng)存儲模塊103中沒有存儲射頻收發(fā)模塊30發(fā)送或接收的射 頻信號的頻率值時，從存儲模塊103中獲取第一阻抗值和第二阻抗值，其中，第一阻抗值是 與較大頻率值相匹配的阻抗值，較大頻率值為大于且最接近當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號 的頻率值，第二阻抗值是與較小頻率值相匹配的阻抗值，較小頻率值為小于且最接近當(dāng)前 所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值；
[0055] 計算單元113計算第一阻抗值與第二阻抗值的平均值，并驅(qū)動阻抗調(diào)整單元111 調(diào)整阻抗匹模塊的阻抗值為第一阻抗值與第二阻抗值的平均值。
[0056] 本發(fā)明另一種實施例提供一種自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗匹配方法，如圖1和圖 4所示，阻抗匹配方法包括以下步驟：
[0057] 步驟S201 :通過信號接收通路依次接收多個射頻信號，并通過信號發(fā)送通路依次 發(fā)送多個射頻信號。
[0058] 具體的，接收通路依次接收多個射頻信號以及信號發(fā)送通路發(fā)送多個射頻信號， 可以有多種方法，例如，自適應(yīng)阻抗匹配裝置10可以通過天線模塊接收不同的頻率信號， 也可以通過射頻收發(fā)模塊30通過自適應(yīng)阻抗匹配裝置10和天線模塊20向外部發(fā)出信號， 具體輸入信號的方法，在此不做限定。
[0059] 在步驟S201中，接收多個射頻信號的頻率值范圍Sf\?f2，射頻收發(fā)模塊30發(fā)送 或接收的頻率信號的頻率值位于頻率值范圍內(nèi)，多個射頻信號的頻率值分別為Λ f、 4+2厶1?、4+11厶14，其中，4和4為不同的頻率值，4〈4，厶€為頻率公差，11彡1。
[0060] 發(fā)送多個射頻信號的頻率值范圍為f3?f4，發(fā)送多個射頻信號的頻率值分別為 f3、f3+ Λ f、f3+2 Λ f、…、f3+m Λ f、f4,其中，f3和f4為不同的頻率值，f3〈f 4, Λ f為頻率 公差，m彡1。
[0061] 其中，接收信號的頻率范圍4?4覆蓋了射頻收發(fā)模塊30接收的頻率，在該 頻率范圍內(nèi)以為起始頻率，逐步增加步進(jìn)頻率Af(Af>〇)進(jìn)行掃頻，以f\、f 1+Af、 4+2八。"·、?2頻率的信號依次通過自適應(yīng)阻抗匹配裝置10。
[0062] 發(fā)送信號的頻率范圍f3?f4覆蓋射頻收發(fā)模塊30發(fā)送的頻率，在該頻率范圍內(nèi) 以f 3為起始頻率，逐步增加步進(jìn)頻率Af (Af>〇)進(jìn)行掃頻，以f3、f3+ Λ f、f3+2 Λ f、…、 f3+m Λ f、f4頻率的信號依次通過自適應(yīng)阻抗匹配裝置10。
[0063] 步驟S202 :當(dāng)信號接收通路接收某一信號時，控制模塊101根據(jù)當(dāng)前射頻信號計 算信號接收通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)傳輸功率或反射系數(shù)調(diào)整可控阻抗匹配模 塊的阻抗值，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0064] 步驟S203 :當(dāng)信號發(fā)送通路發(fā)送某一信號時，控制模塊101根據(jù)當(dāng)前射頻信號計 算信號發(fā)送通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)傳輸功率或反射系數(shù)調(diào)整可控阻抗匹配模 塊的阻抗值，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0065] 進(jìn)一步地，步驟S202和步驟S20中的一種實施例，如圖5所示，控制模塊101根據(jù) 傳輸功率的值調(diào)整可控阻抗匹配模塊102的阻抗值包括以下步驟：
[0066] 步驟S301 :增大所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值。
[0067] 具體的，可控阻抗匹配模塊102的具體結(jié)構(gòu)可以有多種形式，例如，利用分立元件 C、L、R來組建不同的π型、L型以及T型阻抗匹配模塊，其中的某個元件的數(shù)值可調(diào)，如電 容為可變電容，控制模塊可以通過增大電容的容值以增加阻抗匹配模塊的阻抗值。
[0068] 步驟S302 :計算傳輸功率并判斷傳輸功率是否增大。
[0069] 步驟S303 :當(dāng)傳輸功率增大時，繼續(xù)逐漸增加可控阻抗匹配模塊102的阻抗值直 至傳輸功率最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0070] 具體的，逐漸增加可控阻抗匹配模塊102的阻抗值，此時，傳輸功率也逐漸增大直 至最大，即當(dāng)再增加可控阻抗匹配模塊102的阻抗值，使傳輸功率的值減小，因此，在增加 阻抗值的過程中得到傳輸功率的最大值，此時，可控阻抗匹配模塊102的阻抗值為與信號 的頻率值相匹配的阻抗值。
[0071] 步驟S304 :當(dāng)傳輸功率減小時，逐漸減小可控阻抗匹配模塊102的阻抗值直至傳 輸功率最大，以得到與當(dāng)前頻率信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0072] 在步驟S202和步驟S20中的的上述實施例中，如圖6所示，控制模塊101根據(jù)傳 輸功率的值調(diào)整可控阻抗匹配模塊102的阻抗值還包括以下步驟：
[0073] 步驟S307 :減小可控阻抗匹配模塊102的阻抗值。
[0074] 步驟S308 :計算傳輸功率并判斷傳輸功率是否增大。
[0075] 步驟S309 :當(dāng)傳輸功率增大時，繼續(xù)逐漸減小可控阻抗匹配模塊102的阻抗值直 至傳輸功率最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0076] 步驟S310 :當(dāng)傳輸功率減小時，逐漸增加可控阻抗匹配模塊102的阻抗值直至傳 輸功率最大，以得到與當(dāng)前頻率信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0077] 在步驟S202和步驟S20的另一種實施例中，如圖7所示，控制模塊101根據(jù)反射 系數(shù)調(diào)整可控阻抗匹配模塊102的阻抗值包括以下步驟：
[0078] 步驟S401 :增大可控阻抗匹配模塊102的阻抗值。
[0079] 步驟S402 :計算反射系數(shù)并判斷反射系數(shù)是否減小。
[0080] 步驟S403 :當(dāng)反射系數(shù)減小時，繼續(xù)逐漸增加可控阻抗匹配模塊102的阻抗值直 至反射系數(shù)最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0081] 步驟S404 :當(dāng)反射系數(shù)增大時，逐漸減小可控阻抗匹配模塊102的阻抗值直至反 射系數(shù)最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0082] 在步驟S202和步驟S20的上述實施例中，如圖8所示，控制模塊101根據(jù)反射系 數(shù)調(diào)整可控阻抗匹配模塊102的阻抗值包括以下步驟：
[0083] 步驟S407 :減小可控阻抗匹配模塊102的阻抗值。
[0084] 步驟S408 :計算反射系數(shù)并判斷反射系數(shù)是否減小。
[0085] 步驟S409 :當(dāng)反射系數(shù)減小時，繼續(xù)逐漸減小可控阻抗匹配模塊102的阻抗值直 至反射系數(shù)最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0086] 步驟S410 :當(dāng)反射系數(shù)增大時，逐漸增加可控阻抗匹配模塊102的阻抗值直至傳 輸功率最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0087] 其中，上述步驟201、步驟202以及步驟203的主要目的是對輸入的不同頻率信號 進(jìn)行阻抗匹配校準(zhǔn)，以得到與頻率值相匹配的阻抗值。
[0088] 步驟S204 :存儲模塊103存儲接收的射頻信號的頻率值和與接收的射頻信號的頻 率值相匹配的阻抗值，并存儲發(fā)送的射頻信號的頻率值和與發(fā)送的射頻信號的頻率值相匹 配的阻抗值。
[0089] 其中，步驟S204的主要目的是對并將不同頻率信號的頻率值及與其對應(yīng)的阻抗 值進(jìn)行存儲并形成列表，以便在正常工作過程中，當(dāng)接收到某一頻率信號時，從列表中進(jìn)行 查詢以得到與該頻率信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0090] 步驟S205 :當(dāng)射頻收發(fā)模塊30發(fā)送或接收射頻信號時，控制模塊101根據(jù)當(dāng)前所 發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值從存儲模塊103中獲取與之相匹配的阻抗值，并相應(yīng)調(diào)節(jié) 可控阻抗匹配模塊102的阻抗值，以使可控阻抗匹配模塊102的阻抗值與當(dāng)前所發(fā)送或接 收的射頻信號的頻率值相匹配。
[0091] 具體的，控制模塊101讀取存儲模塊103中存儲的數(shù)據(jù)，以得到與該頻率信號的頻 率值相匹配的阻抗值，并調(diào)節(jié)可控阻抗匹配模塊102的阻抗值為與信號的頻率值相匹配的 阻抗值，其中，控制模塊101可以通過調(diào)節(jié)可控阻抗匹配模塊102的電容值或電感值，以改 變可控阻抗匹配模塊102的阻抗值。
[0092] 進(jìn)一步的，步驟S204還包括以下步驟：
[0093] 當(dāng)存儲模塊103中沒有存儲當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值時，控制模塊 101從存儲模塊103中獲取第一阻抗值和第二阻抗值，其中，第一阻抗值是與較大頻率值相 匹配的阻抗值，較大頻率值為大于且最接近當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值，第二 阻抗值是與較小頻率值相匹配的阻抗值，較小頻率值為小于且最接近當(dāng)前所發(fā)送或接收的 射頻信號的頻率值。
[0094] 具體的，當(dāng)射頻收發(fā)模塊30發(fā)送或接收某一射頻信號時，該頻率信號的頻率值 為f3，存儲模塊103沒有存儲與頻率值f3相對應(yīng)的阻抗值，例如，頻率值f3落在頻率值 ?\+4 Λ f和?\+5 Λ f之間，控制模塊101獲取與頻率值為?\+4 Λ f相匹配的第一阻抗值Zi 和與頻率值為f\+5 Λ f相匹配的第二阻抗值Z2。
[0095] 控制模塊101計算第一阻抗值與第二阻抗值的平均值，并將第一阻抗值與第二阻 抗值的平均值作為與當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
[0096] 具體的，控制模塊101計算兩個頻率值的阻抗值的平均值為（Zi+Z2)/2,作為與信 號的頻率值相匹配的阻抗值，并調(diào)整可控阻抗匹配模塊102的阻抗值為（Zi+Z 2)/2。
[0097] 本發(fā)明另一種實施例還提供一種通信系統(tǒng)，如圖9所示，包括上述的自適應(yīng)阻抗 匹配裝置10、第一射頻器件20、第二射頻器件40、射頻收發(fā)模塊30、信號處理模塊60以及 天線模塊50,天線模塊50、第一射頻器件20、自適應(yīng)阻抗匹配裝置10、所述第二射頻器件 40、射頻收發(fā)模塊30以及信號處理模塊60依次相連并形成信號傳輸通路。
[0098] 本發(fā)明提供的自適應(yīng)阻抗匹配裝置、通信系統(tǒng)及阻抗匹配方法，分別在接收射頻 信號時和發(fā)送射頻信號時對射頻信號進(jìn)行阻抗匹配校準(zhǔn)，并將射頻信號的頻率值和與該頻 率值相匹配的阻抗值存儲在存儲模塊中，當(dāng)不同頻段的射頻信號通過信號傳輸通路時，本 發(fā)明根據(jù)頻率值來讀取存儲模塊中存儲的阻抗數(shù)據(jù)調(diào)整自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗值進(jìn) 行匹配，實現(xiàn)自適應(yīng)阻抗匹配；對于多頻段不同時工作的射頻通信系統(tǒng)，也可以共用一個自 適應(yīng)阻抗匹配裝置，避免了對每個頻段都單獨使用阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的多元件情況，同時解決 了現(xiàn)有技術(shù)中存在的射頻通路中射頻信號的某些頻率與阻抗發(fā)生失配的問題。
[〇〇99] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng) 視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種自適應(yīng)阻抗匹配裝置，其特征在于，所述自適應(yīng)阻抗匹配裝置與第一射頻器件、 第二射頻器件以及射頻收發(fā)模塊形成信號傳輸通路，所述信號傳輸通路包括信號發(fā)送通路 和信號接收通路，所述自適應(yīng)阻抗匹配裝置包括控制模塊、存儲模塊以及可控阻抗匹配模 塊； 所述控制模塊用于在所述信號接收通路接收信號時，根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算所述信號 接收通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)所述傳輸功率或所述反射系數(shù)調(diào)整所述可控阻抗 匹配模塊的阻抗值，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 所述控制模塊還用于在所述信號發(fā)送通路發(fā)送信號時，根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算所述信 號發(fā)送通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)所述傳輸功率或所述反射系數(shù)調(diào)整所述可控阻 抗匹配模塊的阻抗值，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 所述存儲模塊用于存儲接收的射頻信號的頻率值和與所述接收的射頻信號的頻率值 相匹配的阻抗值，并存儲發(fā)送的射頻信號的頻率值和與所述發(fā)送的射頻信號的頻率值相匹 配的阻抗值； 所述射頻收發(fā)模塊用于通過所述信號傳輸通路向外部發(fā)送射頻信號或接收外部射頻 信號； 所述控制模塊還用于根據(jù)所述射頻收發(fā)模塊發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值從所述 存儲模塊中獲取與之相匹配的阻抗值，并相應(yīng)調(diào)節(jié)所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值，以使 所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值與當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值相匹配。
2. 如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)阻抗匹配裝置，其特征在于，所述控制模塊包括阻抗調(diào) 整單元、計算單元和判斷單元； 所述阻抗調(diào)整單元用于增大所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值； 所述計算單元用于計算所述傳輸功率； 所述判斷單元用于判斷所述傳輸功率增大時，驅(qū)動所述阻抗調(diào)整單元繼續(xù)逐漸增加所 述可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述傳輸功率最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相 匹配的阻抗值； 所述判斷單元還用于判斷所述傳輸功率減小時，驅(qū)動所述阻抗調(diào)整單元逐漸減小所述 可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述傳輸功率最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹 配的阻抗值。
3. 如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)阻抗匹配裝置，其特征在于，所述控制模塊包括阻抗調(diào) 整單元、計算單元和判斷單元； 所述阻抗調(diào)整單元用于增大所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值； 所述計算單元用于計算所述反射系數(shù)； 所述判斷單元用于判斷所述反射系數(shù)減小時，驅(qū)動所述阻抗調(diào)整單元繼續(xù)增加所述可 控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述反射系數(shù)最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配 的阻抗值； 所述判斷單元還用于判斷所述反射系數(shù)增大時，驅(qū)動所述阻抗調(diào)整單元逐漸減小所述 可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述反射系數(shù)最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹 配的阻抗值。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的自適應(yīng)阻抗匹配裝置，其特征在于，所述控制模塊還包括獲 取單元； 所述獲取單元用于當(dāng)存儲模塊中沒有存儲所述射頻收發(fā)模塊發(fā)送或接收的射頻信號 的頻率值時，從所述存儲模塊中獲取第一阻抗值和第二阻抗值，其中，所述第一阻抗值是與 較大頻率值相匹配的阻抗值，所述較大頻率值為大于且最接近所述當(dāng)前所發(fā)送或接收的射 頻信號的頻率值，所述第二阻抗值是與較小頻率值相匹配的阻抗值，所述較小頻率值為小 于且最接近所述當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值； 所述計算單元計算所述第一阻抗值與所述第二阻抗值的平均值，并驅(qū)動所述阻抗調(diào)整 單元調(diào)整所述阻抗匹模塊的阻抗值為所述第一阻抗值與所述第二阻抗值的平均值。
5. -種通信系統(tǒng)，其特征在于：包括如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)阻抗匹配裝置、第一射 頻器件、第二射頻器件、射頻收發(fā)模塊、信號處理模塊以及天線模塊，所述天線模塊、所述第 一射頻器件、所述自適應(yīng)阻抗匹配裝置、所述第二射頻器件、所述射頻收發(fā)模塊以及所述信 號處理模塊依次相連并形成信號傳輸通路。
6. -種基于如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)阻抗匹配裝置的阻抗匹配方法，其特征在于， 包括以下步驟： 通過所述信號接收通路依次接收多個射頻信號，并通過所述信號發(fā)送通路依次發(fā)送多 個射頻信號； 當(dāng)所述信號接收通路接收某一信號時，所述控制模塊根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算所述信號 接收通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)所述傳輸功率或所述反射系數(shù)調(diào)整所述可控阻抗 匹配模塊的阻抗值，以得到與所述當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 當(dāng)所述信號發(fā)送通路發(fā)送某一信號時，所述控制模塊根據(jù)當(dāng)前射頻信號計算所述信號 接收通路的傳輸功率或反射系數(shù)，并根據(jù)所述傳輸功率或所述反射系數(shù)調(diào)整所述可控阻抗 匹配模塊的阻抗值，以得到與所述當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 所述存儲模塊存儲接收的射頻信號的頻率值和與所述接收的射頻信號的頻率值相匹 配的阻抗值，并存儲發(fā)送的射頻信號的頻率值和與所述發(fā)送的射頻信號的頻率值相匹配的 阻抗值； 當(dāng)所述射頻收發(fā)模塊發(fā)送或接收射頻信號時，所述控制模塊根據(jù)當(dāng)前所發(fā)送或接收的 射頻信號的頻率值從所述存儲模塊中獲取與之相匹配的阻抗值，并相應(yīng)調(diào)節(jié)所述可控阻抗 匹配模塊的阻抗值，以使所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值與當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號 的頻率值相匹配。
7. 如權(quán)利要求6所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述通過所述信號接收通路依次 接收多個射頻信號，并通過所述信號發(fā)送通路依次發(fā)送多個射頻信號中： 所述接收多個射頻信號的頻率值范圍為?f2，所述接收多個射頻信號的頻率值分別 為f\、?\+Λ f、?\+2 Λ f、…、Α+η Λ f、f2，其中，和f2為不同的頻率值，Λ f為頻 率公差，η彡1 ; 所述發(fā)送多個射頻信號的頻率值范圍為f3?f4，所述發(fā)送多個射頻信號的頻率值分別 為f3、f3+Λ f、f3+2 Λ f、…、f3+m Λ f、f4,其中，f3和f4為不同的頻率值，f3〈f 4, Λ f為頻 率公差，m彡1。
8. 如權(quán)利要求6所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述控制模塊根據(jù)所述傳輸功率 調(diào)整所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值，以使所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值與所述當(dāng)前射 頻信號的頻率值相匹配的步驟具體為： 增大所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值； 計算所述傳輸功率并判斷所述傳輸功率是否增大； 當(dāng)所述傳輸功率增大時，繼續(xù)逐漸增加所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述傳輸 功率最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 當(dāng)所述傳輸功率減小時，逐漸減小所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述傳輸功率 最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 或者， 所述控制模塊根據(jù)所述傳輸功率調(diào)整所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值，以使所述可控 阻抗匹配模塊的阻抗值與所述當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的步驟具體為： 減小所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值； 計算所述傳輸功率并判斷所述傳輸功率是否增大； 當(dāng)所述傳輸功率增大時，繼續(xù)逐漸減小所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述傳輸 功率最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 當(dāng)所述傳輸功率減小時，逐漸增加所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述傳輸功率 最大，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
9. 如權(quán)利要求6所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述控制模塊根據(jù)所述反射系數(shù) 調(diào)整所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值，以使所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值與所述當(dāng)前射 頻信號的頻率值相匹配的步驟具體為： 增大所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值； 計算所述反射系數(shù)并判斷所述反射系數(shù)是否減?。? 當(dāng)所述反射系數(shù)減小時，繼續(xù)逐漸增加所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述反射 系數(shù)最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 當(dāng)所述反射系數(shù)增大時，逐漸減小所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述反射系數(shù) 最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 或者， 所述控制模塊根據(jù)所述反射系數(shù)調(diào)整所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值，以使所述可控 阻抗匹配模塊的阻抗值與所述當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的步驟具體為： 減小所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值； 計算所述反射系數(shù)并判斷所述反射系數(shù)是否減??； 當(dāng)所述反射系數(shù)減小時，繼續(xù)逐漸減小所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述反射 系數(shù)最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值； 當(dāng)所述反射系數(shù)增大時，逐漸增加所述可控阻抗匹配模塊的阻抗值直至所述反射系數(shù) 最小，以得到與當(dāng)前射頻信號的頻率值相匹配的阻抗值。
10. 如權(quán)利要求6所述的阻抗匹配方法，其特征在于，當(dāng)所述射頻收發(fā)模塊發(fā)送或接收 射頻信號時，所述控制模塊根據(jù)當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值從所述存儲模塊中 獲取與之相匹配的阻抗值的步驟還包括： 當(dāng)存儲模塊中沒有存儲當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值時，所述控制模塊從 所述存儲模塊中獲取第一阻抗值和第二阻抗值，其中，所述第一阻抗值是與較大頻率值相 匹配的阻抗值，所述較大頻率值為大于且最接近所述當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率 值，所述第二阻抗值是與較小頻率值相匹配的阻抗值，所述較小頻率值為小于且最接近所 述當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值； 所述控制模塊計算所述第一阻抗值與所述第二阻抗值的平均值，并將所述第一阻抗值 與所述第二阻抗值的平均值作為與當(dāng)前所發(fā)送或接收的射頻信號的頻率值相匹配的阻抗 值。
【文檔編號】H04W88/06GK104104405SQ201410321411
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
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