專利名稱：一種具有波段切換的射頻功放系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種射頻功放系統，尤其涉及一種具有波段切換的射頻功放系統。
背景技術：
目前，射頻功放系統廣泛應用于通信、雷達以及儀器儀表等行業，對于這類產品， 難度主要體現在大功率超寬帶射頻放大器指標上，即對于500MHz到2500MHz的超寬頻率范圍，其頻率范圍的增益波動和功率都是難以克服的難題。現有的射頻功放系統普遍做法是 采用獨立的波段切換；不帶有高速處理數據的通信接口功能并不帶有射頻信號耦合口檢測和控制功能，該種功放系統存在如下問題采用獨立的波段切換做法，對于現在要多波段切換的產品來說，其應用較為復雜，并且不利于產品小型化發展；不帶有高速處理數據的通信接口，那么，就無法滿足對射頻信號的多種參數進行配置和優化，靈活性差；不帶有射頻信號耦合口檢測和控制，則無法滿足對射頻功率放大器移植新型技術。除此之外，對于生產來講，對各種不同的器件生產工藝、指標和性能表現出來不一致性，都是對此類射頻功放系統量產的考驗。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是需要提供一種功率大，頻帶寬的射頻功放系統，在此基礎上，還需要保證高速通信。對此，本發明提供一種具有波段切換的射頻功放系統，包括
直流升壓電源模塊；
射頻功率放大器，輸入待放大射頻信號，并與所述直流升壓電源模塊連接；
多通路濾波模塊，用于選擇不同的通路進行濾波并輸出射頻信號，分別與所述直流升壓電源模塊和射頻功率放大器連接；
定向耦合及檢波模塊，分別與所述直流升壓電源模塊和多通路濾波模塊連接；
通信控制模塊，由所述直流升壓電源模塊供電，并分別與所述射頻功率放大器、多通路濾波模塊和定向稱合及檢波模塊相連接。其中，所述直流升壓電源模塊是一個DC-DC升壓的電源模塊；所述功率放大器包括大功率超寬帶的射頻功率放大器，即500MHz-2500MHz的射頻功率放大器；所述多通路濾波模塊采用低通濾波器實現了多路濾波通道；所述定向耦合及檢波模塊包括射頻信號耦合口檢測和控制，能夠對射頻功率放大器移植數字實現預失真處理和使用Doherty增強射頻功率放大器的效率，增強對應用環境的適應，便于更新換代；所述通信控制模塊包括帶有高速處理數據的SPI通信接口，即串行外設通信接口，能夠對射頻信號的多種參數進行配置和優化，可以與其他組件進行通信，簡化了系統的控制和檢測模式。現有技術中，對于500MHz到2500MHz的超寬頻率范圍，其頻率范圍的增益波動和功率都是難以克服的難題，除此之外，對于多波段切換的產品來說，其切換較為復雜，并且， 基于通信速度的限制，也無法靈活實現對射頻信號參數的設備，也就更加談不上優化了，產品的升級和更新換代也將面臨更多的問題，體積大。當所述具有波段切換的射頻功放系統處于發射要某個波段的射頻信號時，通過所述通信控制模塊實現指令的控制，首先采用多通路濾波模塊對這個波段狀態量進行設置， 并自動切換至不同的濾波通路進行濾波；然后啟動射頻功率放大器，所述射頻功率放大器的功放啟動時間小于5us，外接TX_IN接口產生所需的待放大射頻信號，產生的射頻信號特性通過通信控制模塊對射頻功率放大器的數控衰減器、功放管柵壓和信號功率大小等參數來進行配置和優化；當所述具有波段切換的射頻功放系統處于要接收某個波段信號時，通過所述通信控制模塊首先對多通路濾波模塊進行這個波段狀態量的設置，接收射頻信號并選擇波段，進行信號處理。與現有技術相比，本發明能夠提供一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠對射頻功率放大器移植數字實現預失真處理并增強射頻功率放大器的效率，增強對應用環境的適應，在此基礎上，還能夠實現高速通信和高速處理數據，實現對射頻信號參數的配置和優化，可以與其他組件進行通信，簡化了本發明的控制和檢測模式，體積小， 易于升級。優選的，所述定向耦合及檢波模塊包括40dB定向耦合器。對于生產來講，各種不同的器件的生產工藝、指標和性能都會表現出來一定的差異，尤其是在量產的時候，出現的問題會更多，因此，本發明對生產工藝和器件的篩選要求都需要很嚴格。本發明進一步采用上述技術特征，其優點在于，提供了一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠實現高速通信和高速處理數據，實現對射頻信號參數的配置和優化，可以與其他組件進行通信，簡化了本發明的控制和檢測模式，在此基礎上，所述定向耦合及檢波模塊包括40dB定向耦合器，更進一步實現對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，大大增強了射頻功率放大器的效率和對應用環境的適應性，減小了其體積。優選的，所述多通路濾波模塊包括依次連接的第一切換開關、濾波器、第二切換開關和收發開關。本發明進一步采用上述技術特征，其優點在于，提供了一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠實現對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，實現高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述多通路濾波模塊包括依次連接的第一切換開關、濾波器、第二切換開關和收發開關，所述第一切換開關、 第二切換開關和收發開關采用二極管，所述濾波器可以采用體型較小的LC濾波器，在實現波段切換的同時，控制了成本，便于實現。優選的，所述多通路濾波模塊包括5路濾波通路。本發明進一步采用上述技術特征，其優點在于，提供了一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠實現對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，實現高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述多通路濾波模塊包括5路濾波通路，能夠采用5個波段集成波段切換方式，每一個波段均可包含結構小型化的LC濾波器，提高了本發明的完整性和小型化，簡化了本發明電路特性，降低故障率。優選的，所述多通路濾波模塊包括開關切換矩陣，所述開關切換矩陣采用PIN 二極管。
本發明進一步采用上述技術特征，其優點在于，能夠提供了一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠實現對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，實現高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述多通路濾波模塊包括開關切換矩陣，所述開關切換矩陣采用PIN 二極管，該開關切換矩陣進行波段狀態量的設置切換時間小于10us，并且能形成高隔離，因此，本發明能夠再進一步實現高速通信和高速數據處理，低插損。優選的，所述待放大射頻信號的平均功率為10W，峰值功率為50W。本發明進一步采用上述技術特征，其優點在于，能夠實現波段自動切換的大功率超寬帶射頻功放系統，加強對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，保證了高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述待放大射頻信號的平均功率為10W，峰值功率為50W，保證了外接TX_IN接口輸入的待放大射頻信號源，提高本發明的穩定性。優選的,所述射頻功率放大器采用氮化鎵射頻功率放大器。現有技術中，對于大功率和工作頻帶寬的射頻功放系統,射頻功率放大器的放大管匹配是個難點。本發明進一步采用上述技術特征，其優點在于，能夠實現波段自動切換的大功率超寬帶射頻功放系統，加強對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，保證了高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述射頻功率放大器采用氮化鎵射頻功率放大器，采用寬帶饋環來對射頻功率放大器的放大管進行匹配，提高效率， 保證質量。優選的，所述多通路濾波模塊采用容性濾波器。其中，所述容性濾波器為采用了腔體的加漆包線繞成的電感兩者結合的濾波器， 具備電容特性。本發明進一步采用上述技術特征，其優點在于，能夠實現波段自動切換的大功率超寬帶射頻功放系統，加強對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，保證了高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述多通路濾波模塊采用容性濾波器，更進一步增強了多通路濾波效果。
圖I是本發明一種實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的較優的實施例作進一步的詳細說明。實施例I :
如圖I所示，本例提供一種具有波段切換的射頻功放系統，包括
直流升壓電源模塊；
射頻功率放大器，輸入待放大射頻信號，并與所述直流升壓電源模塊連接；
多通路濾波模塊，用于選擇不同的通路進行濾波并輸出射頻信號，分別與所述直流升壓電源模塊和射頻功率放大器連接；
5定向耦合及檢波模塊，分別與所述直流升壓電源模塊和多通路濾波模塊連接；
通信控制模塊，由所述直流升壓電源模塊供電，并分別與所述射頻功率放大器、多通路濾波模塊和定向稱合及檢波模塊相連接。其中，所述直流升壓電源模塊是一個DC-DC升壓的電源模塊；所述功率放大器包括大功率超寬帶的射頻功率放大器，即500MHz-2500MHz的射頻功率放大器；所述多通路濾波模塊采用低通濾波器實現了多路濾波通道；所述定向耦合及檢波模塊包括射頻信號耦合口檢測和控制，能夠對射頻功率放大器移植數字實現預失真處理和使用Doherty增強射頻功率放大器的效率，增強對應用環境的適應，便于更新換代；所述通信控制模塊包括帶有高速處理數據的SPI通信接口，即串行外設通信接口，能夠對射頻信號的多種參數進行配置和優化，可以與其他組件進行通信，簡化了系統的控制和檢測模式。圖I中，COUPLER為與所述定向耦合及檢波模塊連接的聯接輸出端；ANT是天線接口，實現雙向的通信；TX_0UT是與TX_IN接口相對應的接口單元，用于輸出信號。現有技術中，對于500MHz到2500MHz的超寬頻率范圍，其頻率范圍的增益波動和功率都是難以克服的難題，除此之外，對于多波段切換的產品來說，其切換較為復雜，并且， 基于通信速度的限制，也無法靈活實現對射頻信號參數的設備，也就更加談不上優化了，產品的升級和更新換代也將面臨更多的問題，體積大。當所述具有波段切換的射頻功放系統處于發射要某個波段的射頻信號時，通過所述通信控制模塊實現指令的控制，首先采用多通路濾波模塊對這個波段狀態量進行設置， 并自動切換至不同的濾波通路進行濾波；然后啟動射頻功率放大器，所述射頻功率放大器的功放啟動時間小于5us，外接TX_IN接口產生所需的待放大射頻信號，產生的射頻信號特性通過通信控制模塊對射頻功率放大器的數控衰減器、功放管柵壓和信號功率大小等參數來進行配置和優化；當所述具有波段切換的射頻功放系統處于要接收某個波段信號時，通過所述通信控制模塊首先對多通路濾波模塊進行這個波段狀態量的設置，接收射頻信號并選擇波段，進行信號處理。與現有技術相比，本例能夠提供一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠對射頻功率放大器移植數字實現預失真處理并增強射頻功率放大器的效率，增強對應用環境的適應，在此基礎上，還能夠實現高速通信和高速處理數據，實現對射頻信號參數的配置和優化，可以與其他組件進行通信，簡化了本例的控制和檢測模式，體積小，易于升級。實施例2
與實施例I不同的是，本例所述定向耦合及檢波模塊包括40dB定向耦合器。對于生產來講，各種不同的器件的生產工藝、指標和性能都會表現出來一定的差異，尤其是在量產的時候，出現的問題會更多，因此，本例對生產工藝和器件的篩選要求都需要很嚴格。本例進一步采用上述技術特征，其優點在于，提供了一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠實現高速通信和高速處理數據，實現對射頻信號參數的配置和優化，可以與其他組件進行通信，簡化了本例的控制和檢測模式，在此基礎上，所述定向耦合及檢波模塊包括40dB定向耦合器，更進一步實現對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，大大增強了射頻功率放大器的效率和對應用環境的適應性，減小了其體積。
實施例3
與實施例I不同的是，本例所述多通路濾波模塊包括依次連接的第一切換開關、濾波器、第二切換開關和收發開關。本例進一步采用上述技術特征，其優點在于，提供了一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠實現對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，實現高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述多通路濾波模塊包括依次連接的第一切換開關、濾波器、第二切換開關和收發開關，所述第一切換開關、第二切換開關和收發開關采用二極管，所述濾波器可以采用體型較小的LC濾波器，在實現波段切換的同時，控制了成本，便于實現。實施例4
與實施例3不同的是，本例所述多通路濾波模塊包括5路濾波通路。如圖I所示，所述5路濾波通路分別采用濾波器，具體包括第一濾波器、第二濾波器、第三濾波器、第四濾波器和第五濾波器。本例進一步采用上述技術特征，其優點在于，提供了一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠實現對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，實現高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述多通路濾波模塊包括5路濾波通路，能夠采用5個波段集成波段切換方式，每一個波段均可包含結構小型化的LC濾波器，提高了本例的完整性和小型化，簡化了本例電路特性，降低故障率。實施例5
如圖I所示，與實施例4不同的是，本例所述多通路濾波模塊包括開關切換矩陣，所述開關切換矩陣采用PIN 二極管。本例進一步采用上述技術特征，其優點在于，能夠提供了一種大功率超寬帶的具有波段切換的射頻功放系統，能夠實現對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，實現高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述多通路濾波模塊包括開關切換矩陣，所述開關切換矩陣采用PIN 二極管，該開關切換矩陣進行波段狀態量的設置切換時間小于10us，并且能形成高隔離，因此，本例能夠再進一步實現高速通信和高速數據處理，低插損。實施例6
與實施例5不同的是，本例所述待放大射頻信號的平均功率為10W，峰值功率為50W。本例進一步采用上述技術特征，其優點在于，能夠實現波段自動切換的大功率超寬帶射頻功放系統，加強對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，保證了高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述待放大射頻信號的平均功率為10W，峰值功率為50W，保證了外接TX_IN接口輸入的待放大射頻信號源，提高本例的穩定性。實施例7
與實施例I或2不同的是，本例所述射頻功率放大器采用氮化鎵射頻功率放大器。現有技術中，對于大功率和工作頻帶寬的射頻功放系統,射頻功率放大器的放大管匹配是個難點。本例進一步采用上述技術特征，其優點在于，能夠實現波段自動切換的大功率超寬帶射頻功放系統，加強對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，保證了高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述射頻功率放大器采用氮化鎵射頻功率放大器，采用寬帶饋環來對射頻功率放大器的放大管進行匹配，提高效率，保證質量。本例所述多通路濾波模塊還可以包括開關切換矩陣。實施例8
與實施例I或2不同的是，本例所述多通路濾波模塊采用容性濾波器。其中，所述容性濾波器為采用了腔體的加漆包線繞成的電感兩者結合的濾波器， 具備電容特性。本例進一步采用上述技術特征，其優點在于，能夠實現波段自動切換的大功率超寬帶射頻功放系統，加強對射頻功率放大器移植數字的預失真處理，保證了高速通信和高速處理數據，簡化了其控制和檢測模式，體積小，在此基礎上，所述多通路濾波模塊采用容性濾波器，更進一步增強了多通路濾波效果。本例所述射頻功率放大器可以采用氮化鎵射頻功率放大器。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，包括直流升壓電源模塊；射頻功率放大器，輸入待放大射頻信號，并與所述直流升壓電源模塊連接；多通路濾波模塊，用于選擇不同的通路進行濾波并輸出射頻信號，分別與所述直流升壓電源模塊和射頻功率放大器連接；定向耦合及檢波模塊，分別與所述直流升壓電源模塊和多通路濾波模塊連接；通信控制模塊，由所述直流升壓電源模塊供電，并分別與所述射頻功率放大器、多通路濾波模塊和定向稱合及檢波模塊相連接。
2.根據權利要求I所述的具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，所述定向耦合及檢波模塊包括40dB定向耦合器。
3.根據權利要求I或2所述的具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，所述多通路濾波模塊包括依次連接的第一切換開關、濾波器、第二切換開關和收發開關。
4.根據權利要求3所述的具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，所述多通路濾波模塊包括5路濾波通路。
5.根據權利要求4所述的具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，所述多通路濾波模塊包括開關切換矩陣，所述開關切換矩陣采用PIN 二極管。
6.根據權利要求5所述的具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，所述待放大射頻信號的平均功率為10W，峰值功率為50W。
7.根據權利要求I或2所述的具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，所述射頻功率放大器采用氮化鎵射頻功率放大器。
8.根據權利要求I或2所述的具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，所述多通路濾波模塊采用容性濾波器。
9.根據權利要求5所述的具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，所述射頻功率放大器采用氮化鎵射頻功率放大器。
10.根據權利要求9所述的具有波段切換的射頻功放系統，其特征在于，所述多通路濾波模塊采用容性濾波器。
全文摘要
本發明提供一種具有波段切換的射頻功放系統，包括直流升壓電源模塊；射頻功率放大器，輸入待放大射頻信號，并與所述直流升壓電源模塊連接；多通路濾波模塊，用于選擇不同的通路進行濾波并輸出射頻信號，分別與所述直流升壓電源模塊和射頻功率放大器連接；定向耦合及檢波模塊，分別與所述直流升壓電源模塊和多通路濾波模塊連接；通信控制模塊，由所述直流升壓電源模塊供電，并分別與所述射頻功率放大器、多通路濾波模塊和定向耦合及檢波模塊相連接。本發明能夠提供功率大，頻帶寬的射頻功放系統，在此基礎上，還需要保證高速通信和高速數據處理，實現對射頻信號參數的配置和優化，體積小。
文檔編號H03F3/189GK102611393SQ20111044145
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者何業軍, 林凱, 柯玉冰 申請人:深圳市虹遠通信有限責任公司