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带内波动抑制装置和射频系统

阅读：354发布：2021-02-23

IPRDB可以提供带内波动抑制装置和射频系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种带内波动抑制装置和射频系统。其中，该带内波动抑制装置包括：阻抗调节模块、声表面波滤波器模块，阻抗调节模块耦合至声表面波滤波器模块；其中，阻抗调节模块用于调节应用电路的阻抗，以使得声表面波滤波器模块的频率响应特性与应用电路在工作频率范围内的带内波动的响应特性相反。通过本发明，解决了相关技术中因采用FPGA抑制带内波动而对FPGA的运算频率要求高的问题，避免了带内波动抑制装置对FPGA的运算频率的依赖。，下面是带内波动抑制装置和射频系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种带内波动抑制装置，其特征在于，所述带内波动抑制装置包括：阻抗调节模块、声表面波滤波器模块，所述阻抗调节模块耦合至所述声表面波滤波器模块，其中，所述阻抗调节模块用于调节应用电路的阻抗，以使得所述声表面波滤波器模块的频率响应特性与所述应用电路在工作频率范围内的带内波动的响应特性相反。

2.根据权利要求1所述的带内波动抑制装置，其特征在于，所述阻抗调节模块耦合至所述声表面波滤波器模块的输入端和/或输出端。

3.根据权利要求2所述的带内波动抑制装置，其特征在于，所述阻抗调节模块包括：第一阻抗调节模块和第二阻抗调节模块，其中，所述第一阻抗调节模块耦合至所述声表面波滤波器模块的输入端，所述第二阻抗调节模块耦合至所述声表面波滤波器模块的输出端。

4.根据权利要求3所述的带内波动抑制装置，其特征在于，第一阻抗调节子模块和所述第二阻抗调节子模块具有相同的电路拓扑结构。

5.根据权利要求3所述的带内波动抑制装置，其特征在于，第一阻抗调节子模块和所述第二阻抗调节子模块具有不同的电路拓扑结构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的带内波动抑制装置，其特征在于，所述阻抗调节模块包括：一个或者多个阻抗调节子电路；所述多个阻抗调节子电路之间的连接方式为串联和/或并联。

7.根据权利要求6所述的带内波动抑制装置，其特征在于，所述阻抗调节子电路包括以下至少之一：L型阻抗调节子电路、T型阻抗调节子电路、π型阻抗调节子电路。

8.根据权利要求1所述的带内波动抑制装置，其特征在于，所述阻抗调节模块的参数的配置方式包括以下之一：在线调试配置、模拟仿真配置。

9.一种射频系统，其特征在于，所述射频系统包括一个或多个如权利要求1至8中任一项所述的带内波动抑制装置。

10.根据权利要求9所述的射频系统，其特征在于，所述射频系统包括上行链路和下行链路；其中，在所述上行链路的两个稳定阻抗电路之间耦合有所述带内波动抑制装置，和/或在所述下行链路的两个稳定阻抗电路之间耦合有所述带内波动抑制装置。

说明书全文

带内波动抑制装置和射频系统

技术领域

[0001] 本发明涉及通信领域，特别是涉及一种带内波动抑制装置和射频系统。

背景技术

[0002] 直放站是一种基站射频拉远设备。直放站由天线、射频双工器、低噪声放大器、混频器、电调衰减器、滤波器、功率放大器等元器件或模块组成，包括上、下行两种链路。直放站工作的基本原理是：用前向天线将基站的下行信号接收进直放机，通过低噪放大器将有用信号放大，抑制信号中的噪声信号，提高信噪比；再经下变频至中频信号，经滤波器滤波，中频放大，再移频上变频至射频，经功率放大器放大，由后向天线发射到移动台；同时利用后向天线接收移动台上行信号，沿相反的路径由上行链路进行与下行链路相同的处理：即经过低噪放大器、下变频器、滤波器、中放、上变频器、功率放大器再发射到基站，从而达到基站与移动台的双向通信。

[0003] 直放站或者其他的射频拉远设备的射频系统中，由于射频系统中模拟器件的搭配、数字信号干扰等会导致射频系统的工作频率范围内最大电平和最小电平存在差值，即带内波动。例如，双工器、滤波器在通带内频率响应的不平坦就会导致带内波动。

[0004] 直放站或者其他的射频拉远设备中通常要求带内波动不大于3dB。在相关技术中通常采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)来抑制带内波动。例如，采用FPGA实现一个有限长单位冲激响应滤波器(Finite Impulse Response，简称FIR)后，通过在直放站的模数转换器(Analog-to-Digital Converter，简称ADC)后的数字中频信号加入FIR滤波器来补偿射频系统的带内波动。FIR滤波器抑制射频系统的带内波动的原理是根据原始的数字中频信号生成与带内波动的频率响应相反的反馈信号，并利用反馈信号对数字中频信号进行补偿，以抵消带内波动。然而，采用上述方式抑制带内波动不仅会导致FPGA资源被占用，还对FPGA的运算频率有比较高的要求。

发明内容

[0005] 基于此，本发明提供一种带内波动抑制装置和射频系统，用以解决相关技术中因采用FPGA抑制带内波动而对FPGA的运算频率要求高的问题。

[0006] 第一方面，本发明提供一种带内波动抑制装置，所述带内波动抑制装置包括：阻抗调节模块、声表面波滤波器模块，所述阻抗调节模块耦合至所述声表面波滤波器模块，其中，所述阻抗调节模块用于调节应用电路的阻抗，以使得所述声表面波滤波器模块的频率响应特性与所述应用电路在工作频率范围内的带内波动的响应特性相反。

[0007] 在一种可能的实现方式中，所述阻抗调节模块耦合至所述声表面波滤波器模块的输入端和/或输出端。

[0008] 在一种可能的实现方式中，所述阻抗调节模块包括：第一阻抗调节模块和第二阻抗调节模块，其中，所述第一阻抗调节模块耦合至所述声表面波滤波器模块的输入端，所述第二阻抗调节模块耦合至所述声表面波滤波器模块的输出端。

[0009] 在一种可能的实现方式中，第一阻抗调节子模块和所述第二阻抗调节子模块具有相同的电路拓扑结构。

[0010] 在一种可能的实现方式中，第一阻抗调节子模块和所述第二阻抗调节子模块具有不同的电路拓扑结构。

[0011] 在一种可能的实现方式中，所述阻抗调节模块包括：所述阻抗调节模块包括：一个或者多个阻抗调节子电路；所述多个阻抗调节子电路之间的连接方式为串联和/或并联。

[0012] 在一种可能的实现方式中，所述阻抗调节子电路包括以下至少之一：L型阻抗调节子电路、T型阻抗调节子电路、π型阻抗调节子电路。

[0013] 在一种可能的实现方式中，所述阻抗调节模块的参数的配置方式包括以下之一：在线调试配置、模拟仿真配置。

[0014] 第二方面，本发明提供一种射频系统，所述射频系统包括一个或多个第一方面所述的带内波动抑制装置。

[0015] 在一种可能的实现方式中，所述射频系统包括上行链路和下行链路；其中，在所述上行链路的两个稳定阻抗电路之间耦合有所述带内波动抑制装置，和/或在所述下行链路的两个稳定阻抗电路之间耦合有所述带内波动抑制装置。

[0016] 本发明提供了一种带内波动抑制装置和射频系统。该带内波动抑制装置采用阻抗调节模块调节应用电路的阻抗，以使得带内波动抑制装置的声表面波滤波器模块的频率响应特性与应用电路在工作频率范围内的带内波动的响应特性相反的方式，解决了相关技术中因采用FPGA抑制带内波动而对FPGA的运算频率要求高的问题，避免了带内波动抑制装置对FPGA的运算频率的依赖。

[0017] 本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本发明的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1是根据本发明实施例的带内波动抑制装置的结构框图；

[0020] 图2是根据本发明实施例的在声表面波滤波器模块的电极阻抗与应用电路的阻抗匹配的情况下声表面波滤波器模块的输出波形的幅值图；

[0021] 图3是根据本发明实施例的在声表面波滤波器模块的电极阻抗与应用电路的阻抗失配的情况下声表面波滤波器模块的输出波形的幅值图；

[0022] 图4是根据本发明实施例的在声表面波滤波器模块的电极阻抗与应用电路的阻抗匹配的情况下声表面波滤波器模块的输出波形的相位图；

[0023] 图5是根据本发明实施例的在声表面波滤波器模块的电极阻抗与应用电路的阻抗失配的情况下声表面波滤波器模块的输出波形的相位图；

[0024] 图6是根据本发明实施例的阻抗调节模块的拓扑图一；

[0025] 图7是根据本发明实施例的阻抗调节模块的拓扑图二；

[0026] 图8是根据本发明实施例的阻抗调节模块的拓扑图三；

[0027] 图9是根据本发明优选实施例的带内波动抑制装置的拓扑图；

[0028] 图10是根据本发明实施例的射频系统的结构框图。

具体实施方式

[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 需要说明的是，在本发明的实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0031] 在本发明实施例中提供了一种带内波动抑制装置。图1是根据本发明实施例的带内波动抑制装置的结构框图，如图1所示，该带内波动抑制装置包括：阻抗调节模块20、声表面波滤波器模块10，其中，阻抗调节模块20耦合至声表面波滤波器模块10。

[0032] 其中，阻抗调节模块20用于调节应用电路的阻抗，以使得声表面波滤波器模块10的响应特性与应用电路在工作频率范围内的带内波动的响应特性相反。

[0033] 上述带内波动抑制装置可以串联在直放站、光纤拉远单元等射频拉远单元的射频系统中，以抑制射频系统的带内波动。

[0034] 其中，声表面波滤波器模块10通常由阻抗匹配网络和声表滤波器组成，其中，声表滤波器是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体等具有压电效应的材料做成的。声表滤波器有输入叉指换能器和输出叉指换能器。当输入叉指换能器接上交流电压信号时，压电晶体基片的表面就产生振动，并激发出与外加信号同频率的声波，此声波主要沿着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播，其中一个方向的声波被吸声材料吸收，另一方向的声波则传送到输出叉指换能器，被转换为电信号输出。

[0035] 由于声表滤波器是通过叉指换能器进行声波信号和电信号的相互转换，因此，声表滤波器具有的三次回波的特性。即，在声表滤波器中当声表面波形式的主信号到达输出电极时，通过输出叉指换能器的反压电效应转换成电信号输出。然而，此时也可以把输出电极看成是一个输入电极，于是输出电极的输出叉指换能器又通过压电效应把已转换为电信号形式的主信号的一部分又被转换成声表面波，向输入电极方向传送；在声表面波到达输入电极后，又以相似的形式被反射到输出电极，从而形成了多次回波，多次回波的存在导致声表滤波器的输出信号的幅值和相位发生变化进而降低输出信号的质量。

[0036] 此外，声表面波滤波器模块接入的应用电路的阻抗对声表滤波器的三次回波会产生影响，进而影响声表面波滤波器模块的频率响应特性。下面将通过实验来说明声表面波滤波器模块接入的应用电路的阻抗对声表面波滤波器模块的频率响应特性的影响。

[0037] 在电路中，标准阻抗通常为50欧姆或者75欧姆，这通常是由电路中的传输线阻抗决定的。在阻抗匹配的情况下，即信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同的情况下，传输线能够获得最大功率或者传输线上携带的能量能够全部被负载所吸收。因此，声表面波滤波器模块的输入电极和输出电极上的电极阻抗通常被匹配网络调整为标准阻抗，声表面波滤波器模块的频率响应特性通常也是指其电极阻抗与所接入的应用电路的阻抗匹配的情况下的频率响应特性。

[0038] 在实验中，被测的声表面波滤波器模块的电极阻抗为50欧姆，其通带为1710～1735MHz。在声表面波滤波器模块的输入电极和输出电极分别串联阻抗调节模块，以将应用电路的阻抗调节为与声表面波滤波器模块的电极阻抗匹配或者失配。在阻抗匹配和阻抗失配的情况下，向声表面波滤波器模块的输入端输入相同幅值和相位的方波，采用示波器分别观察声表面波滤波器模块的输出波形的幅值和相位的变化。

[0039] 图2、图3分别示出了在通带1710～1735MHz内声表面波滤波器模块的电极阻抗与应用电路的阻抗匹配、失配情况下，声表面波滤波器模块的输出波形的幅值图。根据图2和图3可以观察到在应用电路的阻抗由与电极阻抗匹配变为与电极阻抗失配后，声表面波滤波器模块的波形的幅度发生了变化。

[0040] 图4、图5分别示出了在通带1710～1735MHz内声表面波滤波器模块的电极阻抗与应用电路的阻抗匹配、失配的情况下，声表面波滤波器模块的输出波形的相位图。根据图4和图5可以观察到在应用电路的阻抗由与电极阻抗匹配变为与电极阻抗失配后，声表面波滤波器模块的波形的相位发生了变化。

[0041] 发生上述变化的原因是应用电路的阻抗对声表滤波器内部的叉指换能器的振动产生影响，包括三次回波叠加后所表现的特性产生影响，改变了声表滤波器初始的表现。

[0042] 上述实验结果表明了应用电路的阻抗变化将会影响声表面波滤波器模块的频率响应特性。

[0043] 在本发明的实施例中，正是利用声表面波滤波器模块的响应特性受到应用电路阻抗影响的性质，得以通过调节应用电路的阻抗将声表面波滤波器模块的频率响应特性调节为与应用电路在工作频率范围内的带内波动的响应特性相反。

[0044] 具体而言，在本实施例中，通过在声表面波滤波器模块10外加一个阻抗调节模块20对应用电路的阻抗进行调节，使得声表面波滤波器模块10的频率响应特性与应用电路在工作频率范围内的带内波动的响应特性相反，进而使得声表滤波器的三次回波与初始信号叠加而抵消初始信号的带内波动，实现应用电路在工作频率范围内的带内波动补偿。通过上述方式，使用阻抗调节模块20和声表面波滤波器模块10等模拟器件的配合有效的抑制带内波动，解决了相关技术中因采用FPGA抑制带内波动而对FPGA的运算频率要求高的问题，也避免了对FPGA资源的占用。此外，基于声表面波滤波器模块10的带内波动抑制装置还具有制造工艺简单、通带特性好、可靠性高、一致性高、体积小和通用性强的优点。

[0045] 在本实例中，可以根据应用电路的通带，选择与应用电路的通带相同或者略大于应用电路的通带的声表面波滤波器模块，搭建带内波动抑制装置，以实现对不同通带的应用电路的带内波动补偿。

[0046] 在本实施例中，阻抗调节模块20可以串联耦合在声表面波滤波器模块10的输入端，也可以串联耦合在声表面波滤波器模块10的输出端，或者在声表面波滤波器模块10的输入端和输出端分别耦合阻抗调节模块20。作为优选，在声表面波滤波器模块10的输入端和输出端分别耦合阻抗调节模块20能够提高带内波动抑制的效果并简化阻抗调节模块20的参数的配置难度。

[0047] 本实施例中的阻抗调节模块20可以由一个或者多个阻抗调节子电路组成。这些阻抗调节子电路包括但不限于以下至少之一：L型阻抗调节子电路、T型阻抗调节子电路、π型阻抗调节子电路。并且，每种类型的阻抗调节子电路的数量都可以根据需要配置，各个阻抗调节子电路之间的连接方式可以为串联和/或并联。

[0048] 在一些实施例中，L型阻抗调节子电路是由电阻、电容和电感中的至少两种类型的元件组成的L型的电路。L型阻抗调节子电路具有线路简洁和成本低的优点。基于减少功率损耗方面的考虑，L型阻抗调节子电路尽量使用感性和容性元件，而尽量不使用电阻。因此，本实施例的L型阻抗调节子电路优选为图6中示出的8种电路中的一种。

[0049] 在一些实施例中，T型阻抗调节子电路由电阻、电容和电感中的至少两种类型的元件组成的T型的电路。基于减少功率损耗方面的考虑，T型阻抗调节子电路尽量使用感性和容性元件，而尽量不使用电阻。在图7中示出了两种优选的T型阻抗调节子电路。

[0050] 在一些实施例中，π型阻抗调节子电路电阻、电容和电感中的至少两种类型的元件组成的π型的电路。基于减少功率损耗方面的考虑，π型阻抗调节子电路尽量使用感性和容性元件，而尽量不使用电阻。在图8中示出了两种优选的π型阻抗调节子电路。

[0051] 此外，阻抗调节子电路比较优选的方案是采用电容与声表面波滤波器模块串联，电感与声表面波滤波器模块并联的方式，从而达到隔直流和提供静电泄放通道的作用。

[0052] 可选地，在本实施例中提供了一种带内波动抑制装置。图9是根据本发明优选实施例的带内波动抑制装置的拓扑图，如图9所示，该带内波动抑制装置包括：四个电感、四个电容和声表面波滤波器模块10。其中，由一个电感和一个电容组成一个L型阻抗调节电路，共四个L型阻抗调节电路。其中两个L型阻抗调节电路串联耦合之后再耦合到声表面波滤波器模块10的输入端，另外两个L型阻抗调节电路串联耦合之后再耦合到声表面波滤波器模块10的输出端。

[0053] 需要说明的是，虽然在图9中示出的声表面波滤波器模块10前端和后端串联的阻抗调节模块的电路拓扑结构是相同的，但是在本发明实施例中并不限于此，即声表面波滤波器模块10前端和后端串联的阻抗调节模块的电路拓扑结构也可以是不相同的。

[0054] 在本实施例中，配置阻抗调节模块的参数的方式包括但不限于：在线调试配置和/或模拟仿真配置。其中的在线调试配置是指将阻抗调节模块串联到应用电路中，然后通过调试阻抗调节模块的各个参数并同时检测带内波动情况，最终将调试得到合适的阻抗调节模块的参数。其中的模拟仿真配置是指在计算机中对应用电路进行模拟仿真并测试各种阻抗调节模块的参数配置，得到能够满足需要的参数后，再按照模拟仿真得到的参数设计阻抗调节模块，最终接入实际的应用电路中实现带内波动的补偿。上述的参数配置方式也可以一同使用或者搭配其他参数配置方式使用。经过阻抗调节模块调整阻抗后的应用电路的阻抗与声表面波滤波器模块的电极阻抗可能是匹配的、也可能是失配的。

[0055] 在实施例中还提供了一种射频系统。图10是根据本发明实施例的一种射频系统的结构框图，如图10所示，该射频系统包括一个或多个带内波动抑制装置，通过在射频系统内设置带内波动抑制装置，实现了射频系统的带内波动补偿。

[0056] 其中，在本实施例中，射频系统包括上行链路和下行链路；其中，根据上下行链路的带内波动情况，可以选择性地在上行链路和/或下行链路中插入带内波动抑制装置来实现带内波动补偿。较优地，带内波动抑制装置插入在上行链路或下行链路的两个稳定阻抗电路之间。

[0057] 在本实施例中，上行链路可以包括：低噪声放大器(LNA)电路、模数转换器(ADC)、第一带内波动抑制装置和反转运行(REV)接口，下行链路可以包括：功放电路、数模转换器(DAC)、第二带内波动抑制装置和正转运行(FWD)接口，其中，上行链路内的耦合关系优选为：REV接口、LNA电路、第一带内波动抑制装置和ADC按依次耦合，下行链路内的耦合关系优选为：DAC、第二带内波动抑制装置、功放电路和FWD接口按依次耦合。在本实施例中将一个带内波动抑制装置耦合在ADC和LAN电路之间，将另一个带内波动抑制装置耦合在DAC和功放电路之间，由于ADC、LAN、数模转换器和功放电路的端口具有稳定阻抗的特点，因此，带内波动抑制装置的阻抗调节模块改变应用电路的阻抗后也不会影响其前端或者后端其他设备的特性，保证了射频系统的稳定性。

[0058] 本实施例提供的射频系统，在上下行链路上插入带内波动抑制装置不仅能够增强带内波动的抑制能力，还通过将带内波动抑制装置插入在稳定阻抗电路之间从而不影响电路驻波、降低了链路自激风险。

[0059] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0060] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

标题	发布/更新时间	阅读量
波动结构-专利编号CN103249947A	2020-05-12	140
波动发生器-专利编号CN107237875B	2020-05-13	953
波动结构-专利编号CN103249947B	2020-05-11	524
波动床-专利编号CN106038163B	2020-05-11	502
波动仪-专利编号CN106592151A	2020-05-11	208
波动焊槽-专利编号CN101176393A	2020-05-12	872
波动发生器-专利编号CN107237875A	2020-05-13	379
波动床-专利编号CN106038163A	2020-05-11	543
波动焊槽-专利编号CN100584154C	2020-05-12	878
波动能量屋-专利编号CN1348827A	2020-05-13	851

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