[发明专利]一种射频测量仪器中的宽带射频发射电路

说明书

技术领域

本发明涉及射频测量仪器领域，特别是射频测量仪器中单宽带射频发射电路。

背景技术

自我国提出的TD-SCDMA通信系统标准成为世界第三代移动通信系统标准之一，我国TD-SCDMA通信产业就开始迅猛发展，为了保障网络建设、终端研发生产等工作的顺利开展，各种测试是产业链中至关重要的一环。在终端的研发测试、生产、维修过程中，射频测量仪器是必不可少的设备，它完成对终端射频所有关键指标的测量。以此为基础的终端测试仪表在无线通信终端的研发和生产过程中，是保证产品质量的关键。宽带射频发射电路是射频测量仪器的重要部分，它负责射频信号的发射，其基本原理几乎是所有通信系统的基础。因为不同标准下的终端所使用的工作频段不同，且有较大差异，所以此射频发射电路必须是宽频带的，才能与不同的终端相兼容。其所使用的宽带射频技术具有技术含量高、对设计人员的经验和水平要求高、研发投入高、但是硬件成本低的特点。国外技术能力出众的仪表公司，其高性能的宽带收发电路模块作为公司的核心技术，一般是不对外公开的，即使有单独的模块出售，其价格也难以接受。

发明内容

本发明目的在于：针对上述存在的成本过高，产品质量不完善的问题，提供一种频测量仪器中单宽带射频发射电路。

一种频测量仪器中单宽带射频发射电路，由调制与滤波、链路增益控制、功分网络、数字控制和电源部分构成。其中，调节器部分采用宽带正交调制器ADL5375，工作频率为400MHz~6GHz，符合指标要求，使用+4.75~+5.25V的单工作电源供电。以LOIP作为本振信号输入端，输入电平范围为-6dBm～+6dBm，典型值为0dBm，LOIN接地；将COMM管脚通过低阻抗接地，DSOP是输出使能端，同时连至电源输入端和地端，NC管脚悬空，电源从VPS1、VPS2端输入，输入电源线通过0.01μF和100μF电容耦合接地，QBBN、QBBP、IBBP和IBBN管脚为I、Q基带信号的差分输入端，RFOUT是阻抗为50?的射频输出端，设有1000pF电容交流耦合射频信号，通入电路下一级。

滤波器部分，为了抑制调制器输出的谐波，在其后加入了低通滤波器，以防止谐波进入自动增益控制部分，经放大后干扰射频输出，或影响链路中器件的正常工作。由于发射电路的频带为400MHz~2.8GHz，使用单一滤波器不能滤除所有频点上的谐波，本发明采用开关选通2个集成低通滤波器，滤波器的截止频率分别为1000MHz和2850MHz。在工作频率小于1000MHz时，信号通过1000MHz的滤波器，当工作频率大于1000MHz时，选通截止频率为2850MHz的滤波器。

数控衰减器采用了HITTITE公司生产的HMC273，衰减范围为0～31dB，1dB步进，其0.1dB压缩点在驱动电压为5V时是24dBm，三阶互调截点IIP3在驱动电压为5V时是48dBm。电路中的信号功率远小于0.1dB压缩点和三阶互调截点，故该芯片在电路中可正常。射频的输入输出端口RF1和RF2是对称，HMC273的射频通路无方向性。V1～V5为数控衰减器的数字控制端。供电电源Vdd和5K欧姆的电阻接至RF1或RF2端口。在电源处并联两个电容，取值一大一小，大电容防止电源受负载的干扰，小电容滤除寄生电感造成的高频脉冲干扰。

宽带放大器部分，宽带放大器采用ADI公司的ADL5602，其增益固定为20dB；工作范围为40M～4.0GHz，1dB压缩点为19dBm，单电源5V供电，电源线连接简单；输入输出50欧姆匹配，有利于降低级间驻波。

功率检波电路，采用的检波器为ADI公司生产的AD8318，其由共9个检波和对数放大部分级联构成，实现射频信号检测和功率控制的功能。其工作带宽为从1MHz至8GHz，响应时间为10ns，单电压5V供电，动态范围达到60dB，检波灵敏度为-60dBm，最大输入功率为+12dBm，此功率远大于电路中信号功率，可保证不损坏检波器。

发射功率控制方面，整个功率控制环路包括数控衰减器、放大器、功分网络电路、检波电路，整个控制部分是在数字板的算法控制下完成的。调制器输出的信号，经滤波，4级衰减，3级放大之后，部分功率通过功分网络，传送至对数检波器，并将检测到的数值经AD变换后，传送至数字板，数字板上的FPGA进行功率运算后，输出电压信号控制衰减器，形成反馈环路，使输出稳定的功率。另外通过功率算法，对实际输出功率与理想值之间的误差进行补偿，以减少由模拟衰减器衰减值不准带来的链路发射功率误差。