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1、(10)申请公布号 CN 104104405 A (43)申请公布日 2014.10.15 C N 1 0 4 1 0 4 4 0 5 A (21)申请号 201410321411.0 (22)申请日 2014.07.07 H04B 1/38(2006.01) H04W 88/06(2009.01) (71)申请人普联技术有限公司 地址 518000 广东省深圳市南山区深南路科 技园工业厂房24栋南段1层、3-5层、 28栋北段1-4层 (72)发明人钟建平 (74)专利代理机构深圳中一专利商标事务所 44237 代理人张全文 (54) 发明名称 自适应阻抗匹配装置、通信系统及阻抗匹配 方法 。
2、(57) 摘要 本发明涉及阻抗匹配技术领域,本发明提供 一种自适应阻抗匹配装置、通信系统及阻抗匹配 方法,自适应阻抗匹配装置包括控制模块、存储模 块以及可控阻抗匹配模块,当射频收发模块发送 或接收射频信号时,控制模块从存储模块中获取 与射频信号的频率值相匹配的阻抗值,以使所述 可控阻抗匹配模块的阻抗值与当前所发送或接收 的射频信号的频率值相匹配。本发明根据射频收 发模块发送或接收信号的频率值来读取存储模块 中存储的阻抗数据进行匹配,实现自适应阻抗匹 配;对于多频段不同时工作的射频通信系统,也 可以共用一个自适应阻抗匹配模块,解决了现有 技术中射频通路中射频信号的某些频率与阻抗发 生失配的问题。。
3、 (51)Int.Cl. 权利要求书4页 说明书8页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书4页 说明书8页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104104405 A CN 104104405 A 1/4页 2 1.一种自适应阻抗匹配装置,其特征在于,所述自适应阻抗匹配装置与第一射频器件、 第二射频器件以及射频收发模块形成信号传输通路,所述信号传输通路包括信号发送通路 和信号接收通路,所述自适应阻抗匹配装置包括控制模块、存储模块以及可控阻抗匹配模 块; 所述控制模块用于在所述信号接收通路接收信号时,根据当前射频信号计算所述信号 接收通路的传输功率或反。
4、射系数,并根据所述传输功率或所述反射系数调整所述可控阻抗 匹配模块的阻抗值,以得到与当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值; 所述控制模块还用于在所述信号发送通路发送信号时,根据当前射频信号计算所述信 号发送通路的传输功率或反射系数,并根据所述传输功率或所述反射系数调整所述可控阻 抗匹配模块的阻抗值,以得到与当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值; 所述存储模块用于存储接收的射频信号的频率值和与所述接收的射频信号的频率值 相匹配的阻抗值,并存储发送的射频信号的频率值和与所述发送的射频信号的频率值相匹 配的阻抗值; 所述射频收发模块用于通过所述信号传输通路向外部发送射频信号或接收外部射频 信号; 所述控。
5、制模块还用于根据所述射频收发模块发送或接收的射频信号的频率值从所述 存储模块中获取与之相匹配的阻抗值,并相应调节所述可控阻抗匹配模块的阻抗值,以使 所述可控阻抗匹配模块的阻抗值与当前所发送或接收的射频信号的频率值相匹配。 2.如权利要求1所述的自适应阻抗匹配装置,其特征在于,所述控制模块包括阻抗调 整单元、计算单元和判断单元; 所述阻抗调整单元用于增大所述可控阻抗匹配模块的阻抗值; 所述计算单元用于计算所述传输功率; 所述判断单元用于判断所述传输功率增大时,驱动所述阻抗调整单元继续逐渐增加所 述可控阻抗匹配模块的阻抗值直至所述传输功率最大,以得到与当前射频信号的频率值相 匹配的阻抗值; 所述判。
6、断单元还用于判断所述传输功率减小时,驱动所述阻抗调整单元逐渐减小所述 可控阻抗匹配模块的阻抗值直至所述传输功率最大,以得到与当前射频信号的频率值相匹 配的阻抗值。 3.如权利要求1所述的自适应阻抗匹配装置,其特征在于,所述控制模块包括阻抗调 整单元、计算单元和判断单元; 所述阻抗调整单元用于增大所述可控阻抗匹配模块的阻抗值; 所述计算单元用于计算所述反射系数; 所述判断单元用于判断所述反射系数减小时,驱动所述阻抗调整单元继续增加所述可 控阻抗匹配模块的阻抗值直至所述反射系数最小,以得到与当前射频信号的频率值相匹配 的阻抗值; 所述判断单元还用于判断所述反射系数增大时,驱动所述阻抗调整单元逐渐减。
7、小所述 可控阻抗匹配模块的阻抗值直至所述反射系数最小,以得到与当前射频信号的频率值相匹 配的阻抗值。 4.如权利要求2或3所述的自适应阻抗匹配装置,其特征在于,所述控制模块还包括获 权 利 要 求 书CN 104104405 A 2/4页 3 取单元; 所述获取单元用于当存储模块中没有存储所述射频收发模块发送或接收的射频信号 的频率值时,从所述存储模块中获取第一阻抗值和第二阻抗值,其中,所述第一阻抗值是与 较大频率值相匹配的阻抗值,所述较大频率值为大于且最接近所述当前所发送或接收的射 频信号的频率值,所述第二阻抗值是与较小频率值相匹配的阻抗值,所述较小频率值为小 于且最接近所述当前所发送或接收。
8、的射频信号的频率值; 所述计算单元计算所述第一阻抗值与所述第二阻抗值的平均值,并驱动所述阻抗调整 单元调整所述阻抗匹模块的阻抗值为所述第一阻抗值与所述第二阻抗值的平均值。 5.一种通信系统,其特征在于:包括如权利要求1所述的自适应阻抗匹配装置、第一射 频器件、第二射频器件、射频收发模块、信号处理模块以及天线模块,所述天线模块、所述第 一射频器件、所述自适应阻抗匹配装置、所述第二射频器件、所述射频收发模块以及所述信 号处理模块依次相连并形成信号传输通路。 6.一种基于如权利要求1所述的自适应阻抗匹配装置的阻抗匹配方法,其特征在于, 包括以下步骤: 通过所述信号接收通路依次接收多个射频信号,并通过。
9、所述信号发送通路依次发送多 个射频信号; 当所述信号接收通路接收某一信号时,所述控制模块根据当前射频信号计算所述信号 接收通路的传输功率或反射系数,并根据所述传输功率或所述反射系数调整所述可控阻抗 匹配模块的阻抗值,以得到与所述当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值; 当所述信号发送通路发送某一信号时,所述控制模块根据当前射频信号计算所述信号 接收通路的传输功率或反射系数,并根据所述传输功率或所述反射系数调整所述可控阻抗 匹配模块的阻抗值,以得到与所述当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值; 所述存储模块存储接收的射频信号的频率值和与所述接收的射频信号的频率值相匹 配的阻抗值,并存储发送的射频信号的频。
10、率值和与所述发送的射频信号的频率值相匹配的 阻抗值; 当所述射频收发模块发送或接收射频信号时,所述控制模块根据当前所发送或接收的 射频信号的频率值从所述存储模块中获取与之相匹配的阻抗值,并相应调节所述可控阻抗 匹配模块的阻抗值,以使所述可控阻抗匹配模块的阻抗值与当前所发送或接收的射频信号 的频率值相匹配。 7.如权利要求6所述的阻抗匹配方法,其特征在于,所述通过所述信号接收通路依次 接收多个射频信号,并通过所述信号发送通路依次发送多个射频信号中: 所述接收多个射频信号的频率值范围为f 1 f 2 ,所述接收多个射频信号的频率值分别 为f 1 、f 1 +f、f 1 +2f、f 1 +nf、f 。
11、2 ,其中,f 1 和f 2 为不同的频率值,f 1 0)进行扫频,以f 1 、f 1 +f、 f 1 +2f、f2频率的信号依次通过自适应阻抗匹配装置10。 0062 发送信号的频率范围f 3 f 4 覆盖射频收发模块30发送的频率,在该频率范围内 以f 3 为起始频率,逐步增加步进频率f(f0)进行扫频,以f 3 、f 3 +f、f 3 +2f、 f 3 +mf、f 4 频率的信号依次通过自适应阻抗匹配装置10。 0063 步骤S202:当信号接收通路接收某一信号时,控制模块101根据当前射频信号计 算信号接收通路的传输功率或反射系数,并根据传输功率或反射系数调整可控阻抗匹配模 块的阻抗值。
12、,以得到与当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值。 0064 步骤S203:当信号发送通路发送某一信号时,控制模块101根据当前射频信号计 算信号发送通路的传输功率或反射系数,并根据传输功率或反射系数调整可控阻抗匹配模 块的阻抗值,以得到与当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值。 0065 进一步地,步骤S202和步骤S20中的一种实施例,如图5所示,控制模块101根据 传输功率的值调整可控阻抗匹配模块102的阻抗值包括以下步骤: 0066 步骤S301:增大所述可控阻抗匹配模块的阻抗值。 0067 具体的,可控阻抗匹配模块102的具体结构可以有多种形式,例如,利用分立元件 C、L、R来组建不同的型、。
13、L型以及T型阻抗匹配模块,其中的某个元件的数值可调,如电 容为可变电容,控制模块可以通过增大电容的容值以增加阻抗匹配模块的阻抗值。 0068 步骤S302:计算传输功率并判断传输功率是否增大。 0069 步骤S303:当传输功率增大时,继续逐渐增加可控阻抗匹配模块102的阻抗值直 至传输功率最大,以得到与当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值。 0070 具体的,逐渐增加可控阻抗匹配模块102的阻抗值,此时,传输功率也逐渐增大直 至最大,即当再增加可控阻抗匹配模块102的阻抗值,使传输功率的值减小,因此,在增加 阻抗值的过程中得到传输功率的最大值,此时,可控阻抗匹配模块102的阻抗值为与信号 的频。
14、率值相匹配的阻抗值。 0071 步骤S304:当传输功率减小时,逐渐减小可控阻抗匹配模块102的阻抗值直至传 输功率最大,以得到与当前频率信号的频率值相匹配的阻抗值。 0072 在步骤S202和步骤S20中的的上述实施例中,如图6所示,控制模块101根据传 输功率的值调整可控阻抗匹配模块102的阻抗值还包括以下步骤: 0073 步骤S307:减小可控阻抗匹配模块102的阻抗值。 0074 步骤S308:计算传输功率并判断传输功率是否增大。 0075 步骤S309:当传输功率增大时,继续逐渐减小可控阻抗匹配模块102的阻抗值直 至传输功率最大,以得到与当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值。 007。
15、6 步骤S310:当传输功率减小时,逐渐增加可控阻抗匹配模块102的阻抗值直至传 输功率最大,以得到与当前频率信号的频率值相匹配的阻抗值。 说 明 书CN 104104405 A 11 7/8页 12 0077 在步骤S202和步骤S20的另一种实施例中,如图7所示,控制模块101根据反射 系数调整可控阻抗匹配模块102的阻抗值包括以下步骤: 0078 步骤S401:增大可控阻抗匹配模块102的阻抗值。 0079 步骤S402:计算反射系数并判断反射系数是否减小。 0080 步骤S403:当反射系数减小时,继续逐渐增加可控阻抗匹配模块102的阻抗值直 至反射系数最小,以得到与当前射频信号的频率。
16、值相匹配的阻抗值。 0081 步骤S404:当反射系数增大时,逐渐减小可控阻抗匹配模块102的阻抗值直至反 射系数最小,以得到与当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值。 0082 在步骤S202和步骤S20的上述实施例中,如图8所示,控制模块101根据反射系 数调整可控阻抗匹配模块102的阻抗值包括以下步骤: 0083 步骤S407:减小可控阻抗匹配模块102的阻抗值。 0084 步骤S408:计算反射系数并判断反射系数是否减小。 0085 步骤S409:当反射系数减小时,继续逐渐减小可控阻抗匹配模块102的阻抗值直 至反射系数最小,以得到与当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值。 0086 步骤S4。
17、10:当反射系数增大时,逐渐增加可控阻抗匹配模块102的阻抗值直至传 输功率最小,以得到与当前射频信号的频率值相匹配的阻抗值。 0087 其中,上述步骤201、步骤202以及步骤203的主要目的是对输入的不同频率信号 进行阻抗匹配校准,以得到与频率值相匹配的阻抗值。 0088 步骤S204:存储模块103存储接收的射频信号的频率值和与接收的射频信号的频 率值相匹配的阻抗值,并存储发送的射频信号的频率值和与发送的射频信号的频率值相匹 配的阻抗值。 0089 其中,步骤S204的主要目的是对并将不同频率信号的频率值及与其对应的阻抗 值进行存储并形成列表,以便在正常工作过程中,当接收到某一频率信号时。
18、,从列表中进行 查询以得到与该频率信号的频率值相匹配的阻抗值。 0090 步骤S205:当射频收发模块30发送或接收射频信号时,控制模块101根据当前所 发送或接收的射频信号的频率值从存储模块103中获取与之相匹配的阻抗值,并相应调节 可控阻抗匹配模块102的阻抗值,以使可控阻抗匹配模块102的阻抗值与当前所发送或接 收的射频信号的频率值相匹配。 0091 具体的,控制模块101读取存储模块103中存储的数据,以得到与该频率信号的频 率值相匹配的阻抗值,并调节可控阻抗匹配模块102的阻抗值为与信号的频率值相匹配的 阻抗值,其中,控制模块101可以通过调节可控阻抗匹配模块102的电容值或电感值,。
19、以改 变可控阻抗匹配模块102的阻抗值。 0092 进一步的,步骤S204还包括以下步骤: 0093 当存储模块103中没有存储当前所发送或接收的射频信号的频率值时,控制模块 101从存储模块103中获取第一阻抗值和第二阻抗值,其中,第一阻抗值是与较大频率值相 匹配的阻抗值,较大频率值为大于且最接近当前所发送或接收的射频信号的频率值,第二 阻抗值是与较小频率值相匹配的阻抗值,较小频率值为小于且最接近当前所发送或接收的 射频信号的频率值。 0094 具体的,当射频收发模块30发送或接收某一射频信号时,该频率信号的频率值 说 明 书CN 104104405 A 12 8/8页 13 为f 3 ,存。
20、储模块103没有存储与频率值f 3 相对应的阻抗值,例如,频率值f 3 落在频率值 f 1 +4f和f 1 +5f之间,控制模块101获取与频率值为f 1 +4f相匹配的第一阻抗值Z 1 和与频率值为f 1 +5f相匹配的第二阻抗值Z 2 。 0095 控制模块101计算第一阻抗值与第二阻抗值的平均值,并将第一阻抗值与第二阻 抗值的平均值作为与当前所发送或接收的射频信号的频率值相匹配的阻抗值。 0096 具体的,控制模块101计算两个频率值的阻抗值的平均值为(Z 1 +Z 2 )/2,作为与信 号的频率值相匹配的阻抗值,并调整可控阻抗匹配模块102的阻抗值为(Z 1 +Z 2 )/2。 009。
21、7 本发明另一种实施例还提供一种通信系统,如图9所示,包括上述的自适应阻抗 匹配装置10、第一射频器件20、第二射频器件40、射频收发模块30、信号处理模块60以及 天线模块50,天线模块50、第一射频器件20、自适应阻抗匹配装置10、所述第二射频器件 40、射频收发模块30以及信号处理模块60依次相连并形成信号传输通路。 0098 本发明提供的自适应阻抗匹配装置、通信系统及阻抗匹配方法,分别在接收射频 信号时和发送射频信号时对射频信号进行阻抗匹配校准,并将射频信号的频率值和与该频 率值相匹配的阻抗值存储在存储模块中,当不同频段的射频信号通过信号传输通路时,本 发明根据频率值来读取存储模块中存。
22、储的阻抗数据调整自适应阻抗匹配装置的阻抗值进 行匹配,实现自适应阻抗匹配;对于多频段不同时工作的射频通信系统,也可以共用一个自 适应阻抗匹配装置,避免了对每个频段都单独使用阻抗匹配网络的多元件情况,同时解决 了现有技术中存在的射频通路中射频信号的某些频率与阻抗发生失配的问题。 0099 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在 不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当 视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。 说 明 书CN 104104405 A 13 1/5页 14 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 104104405 A 14 2/5页 15 图4 说 明 书 附 图CN 104104405 A 15 3/5页 16 图5 图6 说 明 书 附 图CN 104104405 A 16 4/5页 17 图7 图8 说 明 书 附 图CN 104104405 A 17 5/5页 18 图9 说 明 书 附 图CN 104104405 A 18 。