一種包絡(luò)檢波裝置及其方法

(19)中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)(10)申請(qǐng)公布號(hào)CN101505178A

(43)申請(qǐng)公布日2009.08.12(21)申請(qǐng)?zhí)朇N200910037990.5(22)申請(qǐng)日2009.03.17(71)申請(qǐng)人京信通信系統(tǒng)(中國(guó))有限公司地址510663廣東省廣州市廣州市科學(xué)城神舟路10號(hào)(72)發(fā)明人王宏偉(74)專(zhuān)利代理機(jī)構(gòu)廣州華進(jìn)聯(lián)合專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司代理人曾旻輝(51)Int.CI H04B7/005

H04B17/00權(quán)利要求說(shuō)明書(shū)說(shuō)明書(shū)幅圖(54)發(fā)明名稱(chēng) 一種包絡(luò)檢波裝置及其方法(57)摘要 本發(fā)明公開(kāi)了一種包絡(luò)檢波裝置及其方法，所述包絡(luò)檢波裝置包括：功率分配器、第一檢波管、第二檢波管和增益濾波器；功率分配器一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)第一檢波管與增益濾波器的輸入端連接，功率分配器的另一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)第二檢波管與增益濾波器的輸入端連接；功率分配器將輸入的射頻信號(hào)分成兩路射頻信號(hào)，其中一路射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)第一檢波管的正向檢波得到第一包絡(luò)信號(hào)，并輸出到所述增益濾波器；另一路射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)第二檢波管的反向檢波得到第二包絡(luò)信號(hào)，并輸出到增益濾波器；增益濾波器將第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，并放大輸出。本發(fā)明的包絡(luò)檢波裝置及方法，其成本比較低、時(shí)延小、檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍比較大、精準(zhǔn)度比較高。法律狀態(tài)法律狀態(tài)公告日法律狀態(tài)信息法律狀態(tài)2022-02-25未繳年費(fèi)專(zhuān)利權(quán)終止未繳年費(fèi)專(zhuān)利權(quán)終止2020-02-11專(zhuān)利權(quán)的轉(zhuǎn)移專(zhuān)利權(quán)的轉(zhuǎn)移2015-09-09專(zhuān)利權(quán)的轉(zhuǎn)移專(zhuān)利權(quán)的轉(zhuǎn)移2013-01-23授權(quán)授權(quán)2009-10-07實(shí)質(zhì)審查的生效實(shí)質(zhì)審查的生效2009-08-12公開(kāi)公開(kāi)

權(quán)利要求說(shuō)明書(shū)1、一種包絡(luò)檢波裝置，其特征在于，包括：功率分配器、第一檢波管、第二檢波管和增益濾波器；

所述功率分配器一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)所述第一檢波管與所述增益濾波器的輸入端連接，所述功率分配器的另一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)所述第二檢波管與所述增益濾波器的輸入端連接；

所述功率分配器將輸入的射頻信號(hào)分成兩路射頻信號(hào)，其中一路射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第一檢波管的正向檢波得到第一包絡(luò)信號(hào)，并輸出到所述增益濾波器；另一路射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第二檢波管的反向檢波得到第二包絡(luò)信號(hào)，并輸出到所述增益濾波器；所述增益濾波器將所述第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，并放大輸出。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的包絡(luò)檢波裝置，其特征在于：在所述功率分配器和所述第一檢波管之間還連接有第一匹配電路，在所述第一檢波管和所述增益濾波器之間還連接有第二匹配電路，所述第一匹配電路和第二匹配電路用于匹配所述第一檢波管的阻抗和傳輸射頻信號(hào)的射頻微帶線的阻抗；

在所述功率分配器和所述第二檢波管之間還連接有第三匹配電路，在所述第二檢波管和所述增益濾波器之間還連接有第四匹配電路，所述第三匹配電路和第四匹配電路用于匹配所述第二檢波管的阻抗和傳輸射頻信號(hào)的射頻微帶線的阻抗。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的包絡(luò)檢波裝置，其特征在于：

在所述第一檢波管和所述增益濾波器之間還連接有第一射極跟隨器，在所述第二檢波管和所述增益濾波器之間還連接有第二射極跟隨器。

4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的包絡(luò)檢波裝置，其特征在于：在所述第三匹配電路和所述增益濾波器之間還連接有第一射極跟隨器，在所述第四匹配電路和所述增益濾波器之間還連接有第二射極跟隨器。

5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的包絡(luò)檢波裝置，其特征在于：所述功率分配器為3dB電橋，所述增益濾波器還用于對(duì)整合后的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行高頻分量的濾波。

6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的包絡(luò)檢波裝置，其特征在于：所述增益濾波器包括運(yùn)算放大器，所述第一檢波管的輸出端和第二檢波管的輸出端依次接所述運(yùn)算放大器的差模輸入的兩端。

<Claim>7、根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的包絡(luò)檢波裝置，其特征在于：所述功率分配器將所述輸入的射頻信號(hào)分為功率相等的兩路射頻信號(hào)。

8、一種包絡(luò)檢波方法，其特征在于，包括步驟：

將輸入的射頻信號(hào)分為兩路射頻信號(hào)；

對(duì)其中一路射頻信號(hào)進(jìn)行正向檢波處理得到第一包絡(luò)信號(hào)；對(duì)另外一路射頻信號(hào)進(jìn)行反向檢波處理得到第二包絡(luò)信號(hào)；

將第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，并放大輸出。

9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的包絡(luò)檢波方法，其特征在于：進(jìn)一步還包括步驟：對(duì)整合后的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行高頻分量的濾波，并對(duì)整合后的包絡(luò)信號(hào)的幅度進(jìn)行放大。

<Claim>10、根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的包絡(luò)檢波方法，其特征在于：將輸入的射頻信號(hào)分為功率相等的兩路射頻信號(hào)。

說(shuō)明書(shū)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)中射頻技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種包絡(luò)檢波裝置及其方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著3G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)，為了降低設(shè)備投資和運(yùn)營(yíng)成本，功率放大器效率的提高越來(lái)越成為運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的焦點(diǎn)。功率放大器的核心問(wèn)題是線性化和高效率，更高的效率不僅能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商節(jié)省電費(fèi)，還能節(jié)省電源等配套設(shè)施的投資，而且由于生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)化，降低了整機(jī)散熱的要求，增加設(shè)備的可靠性，使網(wǎng)絡(luò)性能更穩(wěn)定。因此，數(shù)字預(yù)失真技術(shù)、包絡(luò)跟蹤技術(shù)、Doherty技術(shù)、包絡(luò)消除再生技術(shù)、峰值減少技術(shù)、自適應(yīng)偏置技術(shù)、自適應(yīng)射頻預(yù)失真技術(shù)等提高功率放大器效率和線性的技術(shù)都有了不同程度的發(fā)展，目前這些技術(shù)在高效率線性功放系統(tǒng)中都得到了廣泛的應(yīng)用。

在大多數(shù)高效率線性功放系統(tǒng)以及一些特定設(shè)備中，都需要對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波，根據(jù)檢波電壓的大小，得到即時(shí)的信號(hào)功率值，包絡(luò)檢波器是整個(gè)高效率、高線性系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一，它的功能要求是快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)出即時(shí)射頻信號(hào)的包絡(luò)信號(hào)。如果不能快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)出射頻信號(hào)的包絡(luò)變化，整個(gè)系統(tǒng)的性能就會(huì)受到影響。比如應(yīng)用于高效率高線性功放系統(tǒng)中的包絡(luò)檢波器，它檢測(cè)出的包絡(luò)信號(hào)的精準(zhǔn)度，直接關(guān)系到放大器非線性失真信號(hào)對(duì)消的效果，關(guān)系到整個(gè)放大系統(tǒng)的線性和效率等關(guān)鍵指標(biāo)。

目前的包絡(luò)檢波器主要有以下幾種：

第一種包絡(luò)檢波器包括兩個(gè)匹配電路、檢波管及運(yùn)算放大器，射頻信號(hào)通過(guò)單端的檢波管得到包絡(luò)信號(hào)，然后通過(guò)運(yùn)算放大器對(duì)包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大后輸出。其中一個(gè)匹配電路連接在射頻信號(hào)輸入端和檢波管輸入端之間，另外一個(gè)匹配電路連接在檢波管輸出端和運(yùn)算放大器輸入端之間，這兩個(gè)匹配電路用于匹配檢波管的阻抗和傳輸射頻信號(hào)的射頻微帶線的阻抗。

該包絡(luò)檢波器成本低，但是由于射頻微帶線的特征阻抗都是50Ω，而檢波管的阻抗不是50Ω，這樣射頻微帶線的阻抗和檢波管的阻抗不匹配，射頻信號(hào)輸入端的輸入回波非常大，有較高的射頻分量被耦合到包絡(luò)信號(hào)上，而且射頻信號(hào)小的時(shí)候檢波輸出電壓低，很難精準(zhǔn)度檢測(cè)出射頻信號(hào)的包絡(luò)，但是射頻信號(hào)大的時(shí)候輸出電壓高，檢波管檢測(cè)到的射頻信號(hào)的包絡(luò)又有很大的非線性失真，影響放大器的線性和效率。

第二種包絡(luò)檢波器包括檢波器芯片和運(yùn)算放大器，檢波器芯片根據(jù)射頻信號(hào)和檢波電壓的關(guān)系，由射頻信號(hào)得到包絡(luò)信號(hào)，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器的放大作用后輸出。

該包絡(luò)檢波器能有較大的動(dòng)態(tài)范圍，但成本比較昂貴，且時(shí)延大，很難滿足高效率、高線性系統(tǒng)時(shí)延小的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種包絡(luò)檢波裝置及方法，其成本比較低、時(shí)延小、檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍比較大。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種包絡(luò)檢波裝置，包括：功率分配器、第一檢波管、第二檢波管和增益濾波器；

所述功率分配器輸出的一端經(jīng)過(guò)所述第一檢波管與所述增益濾波器的輸入端連接，所述功率分配器輸出的另一端經(jīng)過(guò)所述第二檢波管與所述增益濾波器的輸入端連接；

所述功率分配器將輸入的射頻信號(hào)分成兩路射頻信號(hào)，其中一路射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第一檢波管的正向檢波得到第一包絡(luò)信號(hào)，并輸出到所述增益濾波器；另一路射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第二檢波管的反向檢波得到第二包絡(luò)信號(hào)，并輸出到所述增益濾波器；所述增益濾波器將所述第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，并放大輸出。

一種包絡(luò)檢波方法，包括步驟：

將輸入的射頻信號(hào)分為兩路射頻信號(hào)；

對(duì)其中一路射頻信號(hào)進(jìn)行正向檢波處理得到第一包絡(luò)信號(hào)；對(duì)另外一路射頻信號(hào)進(jìn)行反向檢波處理得到第二包絡(luò)信號(hào)；

將第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，并放大輸出。

本發(fā)明的包絡(luò)檢波裝置及方法，功率分配器將射頻信號(hào)分為兩路射頻信號(hào)，對(duì)兩路射頻信號(hào)分別進(jìn)行正向檢波和反向檢波得到兩路包絡(luò)信號(hào)，再通過(guò)增益濾波器合成一路包絡(luò)信號(hào)放大后輸出。由于本發(fā)明將射頻信號(hào)分為兩路射頻信號(hào)檢波，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的一路射頻信號(hào)檢波來(lái)說(shuō)，由于引入了功率分配器，其可以起到隔離信號(hào)干擾的作用，第一檢波管和第二檢波管阻抗的不匹配對(duì)射頻信號(hào)輸入端的輸入回波就比較??；且由于通過(guò)增益濾波器將兩路包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，則該包絡(luò)檢波裝置的檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍比較大、精準(zhǔn)度比較高。另外相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的檢波器芯片來(lái)說(shuō)，成本比較低、時(shí)延比較小。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明包絡(luò)檢波裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖2是本發(fā)明包絡(luò)檢波裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖3是本發(fā)明包絡(luò)檢波裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖4是本發(fā)明包絡(luò)檢波方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的包絡(luò)檢波裝置及方法，功率分配器將射頻信號(hào)分為兩路射頻信號(hào)，對(duì)兩路射頻信號(hào)分別進(jìn)行正向檢波和方向檢波得到兩路包絡(luò)信號(hào)，再通過(guò)增益濾波器合成一路包絡(luò)信號(hào)放大后輸出。由于本發(fā)明將射頻信號(hào)分為兩路射頻信號(hào)檢波，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的一路射頻信號(hào)檢波來(lái)說(shuō)，由于引入了功率分配器，其可以起到隔離信號(hào)干擾的作用，第一檢波管和第二檢波管阻抗的不匹配對(duì)射頻信號(hào)輸入端的輸入回波就比較小；且由于通過(guò)增益濾波器將兩路包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，則該包絡(luò)檢波裝置的檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍比較大、精準(zhǔn)度比較高。另外相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的檢波器芯片來(lái)說(shuō)，成本比較低、時(shí)延比較小。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做一詳細(xì)的闡述。

本發(fā)明的包絡(luò)檢波裝置包括，如圖1，功率分配器、第一檢波管、第二檢波管和增益濾波器；

所述功率分配器一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)所述第一檢波管與所述增益濾波器的輸入端連接，所述功率分配器另一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)所述第二檢波管與所述增益濾波器的輸入端連接；

所述功率分配器將輸入的射頻信號(hào)分成兩路射頻信號(hào)；其中一路射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第一檢波管的正向檢波得到第一包絡(luò)信號(hào)，并輸出到所述增益濾波器；另一路射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第二檢波管的反向檢波得到第二包絡(luò)信號(hào)，并輸出到所述增益濾波器；所述增益濾波器將所述第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，并放大輸出。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述增益濾波器還用于對(duì)整合后的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行高頻分量上的濾波。

在一實(shí)施例中，功率分配器可以將輸入的射頻信號(hào)分為功率相等的兩路射頻信號(hào)，該兩路射頻信號(hào)的相位差在一優(yōu)選實(shí)施例中可以為90度，輸入的射頻信號(hào)可以是WCDMA或CDMA或TD-SCDMA等不同制式不同頻段的射頻信號(hào)。

在具體實(shí)施時(shí)，功率分配器可以為3Db電橋，增益濾波器可以包括運(yùn)算放大器，所述第一檢波管的輸出端和第二檢波管的輸出端依次接所述運(yùn)算放大器的差模輸入的兩端，該運(yùn)算放大器不僅對(duì)包絡(luò)信號(hào)的高頻分量進(jìn)行濾波，還對(duì)包絡(luò)信號(hào)的幅度進(jìn)行放大。

在一實(shí)施例中，如圖2，在所述功率分配器和第一檢波管之間連接有第一匹配電路，在第一檢波管和所述增益濾波器之間連接有第二匹配電路，該第一匹配電路和第二匹配電路用于匹配第一檢波管的阻抗和傳輸射頻信號(hào)的射頻微帶線的阻抗，可以減少射頻微帶線的阻抗對(duì)第一檢波管的影響，這樣第一檢波管正向檢波處理的效果比較好。

為了達(dá)到同樣的目的，在所述功率分配器和第二檢波管之間連接有第三匹配電路，在第二檢波管和所述增益濾波器之間連接有第四匹配電路，該第三匹配電路和第四匹配電路用于匹配第二檢波管的阻抗和傳輸射頻信號(hào)的射頻微帶線的阻抗，可以減少射頻微帶線的阻抗對(duì)第二檢波管的影響，這樣第二檢波管反向檢波處理的效果比較好。

在一實(shí)施例中，可以在第一檢波管和所述增益濾波器之間還連接有第一射極跟隨器，用于減少增益濾波器對(duì)第一檢波管阻抗匹配的影響，由于增益濾波器的阻抗比第一檢波管的阻抗小的多，所以增益濾波器的阻抗會(huì)對(duì)第一檢波管的檢波處理產(chǎn)生影響，第一射極跟隨器就能起到隔離作用，避免增益濾波器的信號(hào)干擾到第一檢波管的信號(hào)。如圖3，也可以在第二匹配電路和所述增益濾波器之間還連接有第一射極跟隨器。

為了達(dá)到同樣的目的，在第二檢波管和所述增益濾波器之間還連接有第二射極跟隨器，用于減少增益濾波器對(duì)第二檢波管阻抗匹配的影響，由于增益濾波器的阻抗比第二檢波管的阻抗小的多，所以增益濾波器的阻抗會(huì)對(duì)第二檢波管的檢波處理產(chǎn)生影響，第二射極跟隨器就能起到隔離作用，避免增益濾波器的信號(hào)干擾到第二檢波管的信號(hào)。也可以在第四匹配電路和所述增益濾波器之間還連接有第二射極跟隨器。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明將射頻信號(hào)分為兩路射頻信號(hào)檢波，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的一路射頻信號(hào)檢波來(lái)說(shuō)，由于引入了功率分配器，其可以起到隔離的作用，第一檢波管和第二檢波管阻抗的不匹配對(duì)射頻信號(hào)輸入端的阻抗影響很小，所以輸入駐波就比較??；且由于通過(guò)增益濾波器將兩路包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，則該包絡(luò)檢波裝置的檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍比較大、精準(zhǔn)度比較高。另外相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的檢波器芯片來(lái)說(shuō)，成本比較低、時(shí)延比較小。

本發(fā)明還揭示了一種包絡(luò)檢波方法，包括步驟，如圖4：

S101、將輸入的射頻信號(hào)分為兩路射頻信號(hào)；具體實(shí)施時(shí)，可以將輸入的射頻信號(hào)分為功率相等的兩路射頻信號(hào)，該兩路射頻信號(hào)的相位相差在一優(yōu)選實(shí)施例中可以為90度。

S102、對(duì)其中一路射頻信號(hào)進(jìn)行正向檢波處理得到第一包絡(luò)信號(hào)；對(duì)另外一路射頻信號(hào)進(jìn)行反向檢波處理得到第二包絡(luò)信號(hào)。具體檢波處理時(shí)可以采用檢波二極管對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行正向檢波和反向檢波。

S103、將所述第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)整合為一路包絡(luò)信號(hào)，并放大處理后輸出。該步驟進(jìn)一步可以包括，對(duì)整合后的包絡(luò)信號(hào)的高頻分量進(jìn)行濾波處理，之后再對(duì)整合后的包絡(luò)信號(hào)的幅度進(jìn)行放大。

結(jié)合上述工作原理，本發(fā)明的具體實(shí)施方式及工作步驟如下：

步驟1：射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合器后，進(jìn)入本發(fā)明的包絡(luò)檢波裝置。這些射頻信號(hào)可以是WCDMA、CDMA、TD-SCDMA等不同制式不同頻段的射頻信號(hào)；

步驟2：射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)步驟1的處理后，變?yōu)轭A(yù)進(jìn)行包絡(luò)檢波的射頻信號(hào)；

步驟3：步驟2的射頻信號(hào)，進(jìn)入一個(gè)3dB電橋，分為等功率、相位相差90°的射頻信號(hào)；

步驟4：步驟3中分路后的兩路射頻信號(hào)，分別依次通過(guò)第一檢波管正向檢波和第二檢波管反向檢波，提取每一路射頻信號(hào)的包絡(luò)信號(hào)；

步驟5：步驟4中的第一檢波管前后都需要添加必要的匹配電路，即在第一檢波管和3dB電橋之間、第一檢波管和增益濾波器之間都連接匹配電路，以達(dá)到第一檢波管和傳輸射頻信號(hào)的射頻微帶線的阻抗匹配的效果，射頻信號(hào)輸入端輸入回波很小；步驟4中的第二檢波管前后也都需要添加必要的匹配電路，即在第二檢波管和3dB電橋之間、第二檢波管和增益濾波器之間都連接匹配電路，以達(dá)到第二檢波管和傳輸射頻信號(hào)的射頻微帶線的阻抗匹配的效果；

步驟6：步驟4中提取得到的兩路包絡(luò)信號(hào)，其中一路經(jīng)過(guò)第一射極跟隨器輸出到增益濾波器，另外一路經(jīng)過(guò)第二射極跟隨器輸出到增益濾波器；兩個(gè)射頻跟隨器能減小后面增益濾波器電路對(duì)第一檢波管和第二檢波管阻抗匹配的影響；

步驟7：步驟6中輸出的正反兩路包絡(luò)信號(hào)，經(jīng)過(guò)增益濾波器，得到單路的輸出包絡(luò)信號(hào)；

步驟8：步驟