一種5.8GHz相位自適應(yīng)功率放大器合路系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及雙通道輸出的射頻相位匹配和功率匹配控制領(lǐng)域，尤其是一種功率放大器合路系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]5.8GHz頻段是一個(gè)比2.4GHZ頻率更高、開(kāi)放的ISM頻段，最近幾年開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域，5.8GHz無(wú)線產(chǎn)品采用正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的組網(wǎng)方式，單扇區(qū)的速率高達(dá)54Mbps。5.8G的系統(tǒng)一般采用的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，它的信道較多頻率較高，所以抗干擾能力相對(duì)要強(qiáng)一些。同時(shí)它可以滿足高帶寬應(yīng)用支持大量用戶的需要一一8個(gè)不重疊信道使部署的可擴(kuò)展性和靈活性更高。因此，可以將8個(gè)接入點(diǎn)編成一組，提供高達(dá)432Mbit/s的共享吞吐量來(lái)支持同一地區(qū)的多個(gè)用戶。這為沒(méi)有部署無(wú)線局域網(wǎng)的用戶、期待增加或擴(kuò)展現(xiàn)有無(wú)線局域網(wǎng)的用戶提供了最有價(jià)值的高性能網(wǎng)絡(luò)選擇。同時(shí)5.8GHZ也采用基于IP或基于電路的無(wú)線傳輸技術(shù)?；贗P的技術(shù)信令協(xié)議簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，開(kāi)銷低，頻譜利用率高，業(yè)務(wù)種類多，接口簡(jiǎn)單統(tǒng)一，升級(jí)容易，特別適合于非連接的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)；基于電路的技術(shù)時(shí)延小，適合于進(jìn)行傳統(tǒng)的語(yǔ)音傳送和基于連接的傳輸業(yè)務(wù)。它的應(yīng)用范圍也很廣，就頻段而言5.8G的設(shè)備可以用于城市或者郊區(qū)，5.8G無(wú)線接入的業(yè)務(wù)提供者可以是傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商也可以是大型的企事業(yè)單位；就系統(tǒng)要求的傳輸環(huán)境而言，5.8G無(wú)線接入系統(tǒng)在采用比較低的調(diào)制效率時(shí)對(duì)信噪比的要求比較低可以滿足一定的非可視傳輸要求。正因?yàn)?.8GHz系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的特殊性，為了提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，保障通信暢通以及信號(hào)的覆蓋質(zhì)量，才使該功率放大器合成系統(tǒng)具有先進(jìn)性。
[0003]以往的功率合成系統(tǒng)采用直接3db電橋分路再合路模式，再合成過(guò)程中由于相位的不平衡導(dǎo)致合路輸出效果不理想，甚至合路的結(jié)果比單管輸出還要差，因此亟需一種技術(shù)來(lái)解決了上述因相位不平等導(dǎo)致的功放合路輸出不理想的弊端，符合在5.8G射頻收發(fā)系統(tǒng)尚性能以及尚穩(wěn)定性的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種5.8GHz相位自適應(yīng)功率放大器合路系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)相位以及功率的自適應(yīng)調(diào)整，解決上述【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種5.8GHz相位自適應(yīng)功率放大器合路系統(tǒng)，包括功率分配與合成單元、功率放大單元、相位自適應(yīng)調(diào)整單元、自動(dòng)相位監(jiān)測(cè)單元、功率輸入輸出檢測(cè)單元以及MCU單元，所述功率分配與合成單元包括功率分配器和功率合成器，所述功率放大單元包括至少兩個(gè)功放管，所述相位自適應(yīng)調(diào)整單元和自動(dòng)相位監(jiān)測(cè)單元包括與所述功放管相適配的至少兩個(gè)相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器，所述功率輸入輸出檢測(cè)單元包括與所述功放管配套的第一功率監(jiān)測(cè)器以及與功率合成器配套的第二功率監(jiān)測(cè)器，所述功率分配器分別連接功放管，功放管上各自連接有第一功率監(jiān)測(cè)器，所述第一功率監(jiān)測(cè)器各自配設(shè)有第一功率耦合器，所述功放管分別連接相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器，所述相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器匯總至所述功率合成器，所述功率合成器上連接有第二功率監(jiān)測(cè)器，所述第二功率監(jiān)測(cè)器配設(shè)有第二功率耦合器，所述第一功率監(jiān)測(cè)器、第二功率監(jiān)測(cè)器、相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器以及功率合成器均連接至所述MCU單元。
[0006]進(jìn)一步地，所述功率放大單元為AB類工作模式。
[0007]進(jìn)一步地，所述相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器的相位調(diào)節(jié)范圍為0~110°。
[0008]進(jìn)一步地，所述第二功率耦合器的耦合系數(shù)不小于40dB。
[0009]進(jìn)一步地，所述相位自適應(yīng)調(diào)整單元包括相位調(diào)節(jié)器電路，所述相位調(diào)節(jié)器電路包括一個(gè)3dB電橋和兩個(gè)變?nèi)荻O管。
[0010]進(jìn)一步地，所述MCU單元包括10個(gè)通道的12bit A/D轉(zhuǎn)換器、10個(gè)通道的12bitD/A轉(zhuǎn)換器、ARM內(nèi)核和存儲(chǔ)模塊。
[0011]本實(shí)用新型的合路系統(tǒng)在正常情況下，兩個(gè)5.8GHz射頻功率放大器同時(shí)工作，即同時(shí)對(duì)輸入其中的射頻信號(hào)進(jìn)行放大。由于電路的離散性和兩路射頻信號(hào)所經(jīng)過(guò)的路徑的時(shí)延不同，如果沒(méi)有相位調(diào)節(jié)器，則無(wú)法保證系統(tǒng)兩路輸出的功率強(qiáng)度相等。MCU芯片通過(guò)比較兩路功率檢測(cè)信號(hào)，來(lái)調(diào)整相位調(diào)節(jié)器的控制電壓，控制電壓的大小用于改變相位調(diào)節(jié)器中兩路信號(hào)之間的相位差，以使系統(tǒng)兩路輸出信號(hào)的強(qiáng)度相等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的整個(gè)系統(tǒng)具有相位調(diào)整以及功率調(diào)整的自適應(yīng)功能不需要人為的干預(yù)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
[0013]圖2是相位調(diào)節(jié)器的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參照附圖1-2。
[0015]本實(shí)用新型的合路系統(tǒng)包括功率分配與合成單元、功率放大單元、相位自適應(yīng)調(diào)整單元、自動(dòng)相位監(jiān)測(cè)單元、功率輸入輸出檢測(cè)單元以及MCU單元9，功率分配與合成單元包括功率分配器1和功率合成器2，功率放大單元包括至少兩個(gè)AB類工作模式的功放管3(在本實(shí)施例中，以兩個(gè)功放管為例)，相位自適應(yīng)調(diào)整單元和自動(dòng)相位監(jiān)測(cè)單元包括分別與功放管3相適配的兩個(gè)相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器4，功率輸入輸出檢測(cè)單元包括分別與兩個(gè)功放管3配套的第一功率監(jiān)測(cè)器5以及與功率合成器2配套的第二功率監(jiān)測(cè)器6。
[0016]功率分配器1分別連接兩個(gè)功放管3，兩個(gè)功放管3上各自連接有第一功率監(jiān)測(cè)器5，第一功率監(jiān)測(cè)器5各自配設(shè)有第一功率耦合器7，兩個(gè)功放管3分別連接相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器4，相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器4匯總至功率合成器2，功率合成器2上連接有第二功率監(jiān)測(cè)器6，第二功率監(jiān)測(cè)器6配設(shè)有第二功率耦合器8，第一功率監(jiān)測(cè)器5、第二功率監(jiān)測(cè)器6、相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器4以及功率合成器2均連接至MCU單元9。
[0017]相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器4的相位調(diào)節(jié)范圍為0~110°，以使整個(gè)系統(tǒng)有足夠大的相位動(dòng)態(tài)調(diào)整范圍。
[0018]第二功率耦合器8的耦合系數(shù)不小于40dB，以使輸出耦合器的插入損耗很小，減小功率損耗。
[0019]相位自適應(yīng)調(diào)整單元包括相位調(diào)節(jié)器電路，所述相位調(diào)節(jié)器電路包括一個(gè)3dB電橋和兩個(gè)變?nèi)荻O管，如圖2所示。
[0020]MCU單元9包括10個(gè)通道的12bit A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；包換10個(gè)通道的12bit D/A轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)；包括ARM內(nèi)核，能運(yùn)行各種算法；包括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。
[0021]5.8G射頻信號(hào)輸入功率分配單元，分成兩路射頻信號(hào)分別輸入5.8GHz功放管對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，然后經(jīng)過(guò)耦合提取分別監(jiān)測(cè)放大后的功率信號(hào)，再輸入各自通路的相位監(jiān)測(cè)調(diào)試單元，最后通過(guò)合路器合路輸出。兩個(gè)第一功率監(jiān)測(cè)器5用來(lái)提取兩個(gè)5.8GHz功放管3放大后的射頻功率信號(hào)作為比較基準(zhǔn)，理論上兩個(gè)第一功率監(jiān)測(cè)器5讀取功率應(yīng)該為同一值，且第二功率監(jiān)測(cè)器6讀取到的功率信號(hào)應(yīng)該是兩個(gè)第一功率監(jiān)測(cè)器5的讀取值之和；在系統(tǒng)中MCU單元9實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)3個(gè)功率監(jiān)測(cè)器的讀取值，并把監(jiān)測(cè)值對(duì)比分析后通過(guò)兩個(gè)相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器4反饋到電路中，通過(guò)相位調(diào)節(jié)器電路調(diào)節(jié)兩個(gè)相位監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器4的相位值，使兩路的相位趨于平衡以確保合路后信號(hào)為兩個(gè)單通路的