[发明专利]一种射频模块性能的软件补偿方法及改进的射频模块

说明书

【技术领域】

本发明涉及通信领域中射频模块性能的优化，尤其涉及一种对射频模块增益的补偿和调整射频模块线性度的方法，以及利用该方法后改进的射频模块。

【背景技术】

射频模块作为基站、直放站等通信系统的重要组成部分，其稳定性直接影响到整个通信系统的稳定性，随着通信行业的迅速发展，对它的要求也越来越高。尤其在3G时代，为了追求更高的数据速率和频谱效率，普遍采用线性调制方式(例如QPSK、16QAM等方式)，这些调制方式需要线性度可靠性更高的射频模块。现有的射频模块由于各种原因存在增益稳定性不好，线性度也会随温度的变化而变化等缺陷。

图1为现有射频模块的结构示意图。如图所示，射频模块包括信号输入端11、功率放大电路12、硬件补偿电路13、监控信号线14、信号输出端15、监控口16、监控信号线17以及射频屏蔽壳19。

上述现有的射频模块存在以下缺陷：

1、射频模块是按照一定额度的增益和输出功率设计，当功率放大器的性能下降时就会出现射频模块的增益下降和输出功率不足的现象。这种现象是现有通信设备中常见问题之一，这种问题导致射频模块的性能指标下降而无法恢复，严重的甚至可导致整个通信设备不能正常运行。

2、射频模块的硬件补偿电路13中采用的是硬件补偿，也就是采用电子元器件本身的温度特性来补偿。硬件补偿主要是调整功率放大器的栅极电压。补偿的内容包括射频模块的增益和线性度，在实际操作过程中，由于每个功率放大器的温度特性会存在不一致，且每个电子元器件本身的温度特性也会存在差异，因此所补偿的增益和线性度的准确度和可靠性较低，同时，由于增益和线性度都是通过调整功率放大器的栅极电压来实现，在不能同时兼顾情况下，增益补偿和线性度补偿在一定程度上不能满足射频模块的需要。比如说，硬件补偿电路13中的增益和线性度补偿电路采用的是硬件补偿，当硬件补偿采用的电子元器件的温度特性不能和功率放大器需要补偿的特性完全吻合的时候，便会在不同温度的时候出现增益和线性度补偿偏差的现象。

3、射频模块中的功率放大电路的检测信号和控制信号需要电路补偿的部分通常也是采用硬件补偿方法。例如射频模块中链路的下行输出功率的大小检测采用的是常用的射频检波器件，当这个射频检波器件的检波曲线跟检波补偿器件的补偿曲线不一致的时候就会出现下行输出功率不准确的现象。在实际操作过程中，射频检波器件的检波曲线经常和检波补偿器件的补偿曲线不一致，致使现有的射频模块检测功率的精度不是很高，一般误差在±2dB，当补偿曲线和检波曲线严重不一致的时候，检测出来的误差甚至高达±5dB。

4、如图1所示，现有射频模块的监控信号量是从模块的控制电路/检测电路直接连出，并汇总到监控口16。由于这些监控信号量是TTL、CMOS或模拟量的信号，容易互相干扰或受到外界的干扰，导致射频模块的性能受到影响。

从以上现有技术存在的这些缺陷可以看出，我们现在有必要设计一种新型的射频模块性能补偿方法以及射频模块以提高增益补偿的准确度、可靠性以及抗干扰的能力。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种对射频模块性能的补偿方法以及利用该方法后改进的射频模块，以提高射频模块产品性能，从而进一步提高射频模块中补偿的准确度、调整射频模块的线性度、可靠性以及抗干扰的能力。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种射频模块性能的软件补偿方法，其特征是，在现有的射频模块中增加射频输出功率检测电路、模块监控电路、小功率放大电路，同时改原有的硬件补偿电路为射频数控衰减器；设计射频模块最大增益比额定的增益大，超出部分通过数控衰减器根据需要调整；其中

所述的模块监控电路中CPU之上运行的软件程序根据采集到的当前环境温度查询预设的线性度补偿表格或根据预设的公式/算法进行计算，查询所得或计算所得的线性度补偿数据送至数模转换器并转化成电压值送至射频模块内功率放大电路中的功率放大器的栅极电压，从而起到控制射频模块线性度的作用，达到减小射频模块线性度受环境温度影响的作用；

所述的模块监控电路中CPU之上运行的软件程序根据采集到的当前温度查询预设的功率补偿表格或根据预设的公式/算法进行计算，用查询得到或计算所得的补偿数据修正检测到的射频功率值，从而达到减小射频模块功率检测准确度受环境温度影响的作用；