[發明專利]自動調諧寬帶射頻通信控制裝置、方法及系統

在審

• 申請號: 202111635522.5
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN116032304A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 錢曉輝;李鑫堯
• 申請（專利權）人: 星芯（蘇州）半導體科技有限公司
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H04B1/12
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 黃夏

本發明通過一種自動調諧寬帶射頻通信控制裝置、方法及系統，自動調諧寬帶射頻通信控制裝置包括前級放大器、頻率控制單元以及反饋單元。前級放大器包括至少一個頻率可調的放大器和與每一放大器相連接的至少一個放大器負載，前級放大器的頻帶覆蓋通信系統工作所需的多個信道。頻率控制單元包括壓控振蕩器和自校準模塊，自校準模塊基于通信系統當前信道校準壓控振蕩器輸出至混頻器的本振，并形成與校準后本振相關聯的控制指令。反饋單元將自校準模塊所產生的控制指令同步輸出至前級放大器內的每一放大器負載，每一放大器負載基于控制指令調整其負載參數，調節每一放大器的頻率以使前級放大器具有與壓控振蕩器相同或相關聯的工作頻率。

技術領域

本發明涉及無線通訊領域，且特別涉及自動調諧寬帶射頻通信控制裝置、方法及系統。

背景技術

隨著通信技術的發展，高頻，寬帶應用技術方案變得越來越重要，如WIFI6，5G通信，UWB等寬帶通信方式已經進入了人們的生活當中。但是，隨著頻率的提升及帶寬的增加，對通信電路的要求越來越高，傳統的窄帶技術方案已經變得越來越不能滿足通信系統的要求，寬帶系統的到來對設計而言是一個巨大的挑戰，要在獲得高頻和大帶寬的同時，還需要滿足系統的噪聲和帶外抑制等要求，而要想獲得好的噪聲和帶外抑制又需要盡可能的在應用的時候將帶寬縮小。這一對矛盾問題在傳統寬帶方案中由于電路本身的結構特性和不可調整性，對系統的性能具有較大的影響；特別是在有干擾信號的情況下，由于寬帶電路的無差別放大，即系統對當前信道內的信號和當前信道外的信號均同步放大，從而大大惡化系統的噪聲和帶外抑制性能。

此外，相比傳統的窄帶放大器，寬帶放大器在電路實現上具有更大的難度。首先表現在寬帶的匹配需要耗費較大的面積；其次，寬帶的電路消耗的電流是巨大的，為了獲得好的技術性能往往需要耗費非常大的時間來進行優化設計。很顯然，這種高優化成本和大芯片面積在高性能低成本的集成電路領域往往是不可接受的。

發明內容

本發明為了克服現有技術的至少一個不足，提供一種在寬帶通信系統中獲得類似于窄帶特性的自動調諧寬帶射頻通信控制裝置、方法及系統。

為了實現上述目的，本發明通過一種自動調諧寬帶射頻通信控制裝置，其包括前級放大器、頻率控制單元以及反饋單元。前級放大器包括至少一個頻率可調的放大器和與每一放大器相連接的至少一個放大器負載，前級放大器的頻帶覆蓋通信系統工作所需的多個信道。頻率控制單元包括壓控振蕩器和自校準模塊，自校準模塊基于通信系統當前信道校準壓控振蕩器輸出至混頻器的本振，并形成與校準后本振相關聯的控制指令。反饋單元將自校準模塊所產生的控制指令同步輸出至前級放大器內的每一放大器負載，每一放大器負載基于控制指令調整其負載參數，調節每一放大器的頻率以使前級放大器具有與壓控振蕩器相同或相關聯的工作頻率，前級放大器放大通信系統當前信道內的信號并抑制當前信道外的信號。

根據本發明的一實施例，放大器負載為LC負載或電阻反饋負載；當放大器負載為LC負載時控制指令為壓控振蕩器內電容陣列的校準控制字的值，前級放大器內的LC負載基于電容陣列的校準控制字的值調整其電容陣列的配置，改變與LC負載相連接的放大器的頻率；校準控制字的值為壓控振蕩器以校準后的本振輸出時電容陣列的控制字的值。

根據本發明的一實施例，前級放大器包括兩個級聯的帶通放大器和分別與兩個帶通放大器相連接的兩個LC負載。

根據本發明的一實施例，前級放大器包括兩個級聯的放大器，其中一個為低通放大器且與其相連接的放大器負載為電阻反饋負載；另一個為帶通放大器且與其相連接的放大器負載為LC負載。

根據本發明的一實施例，兩個放大器的最大增益值相等，基于頻率控制單元輸出的控制指令，每一放大器負載調整與其相連接的放大器的頻率和滾降系數，低通放大器的拐點頻率和帶通放大器的中心頻率之間形成通信系統當前信道且在該頻率區間內每一頻率點均具有相等或接近的增益。