专利名称：时分双工射频设备的供电装置、时分双工射频设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种时分双工射频设备的供电装置，本实用新型还涉及一种时分 双工射频设备。
背景技术：
TDD(Time Division Duplexing)时分双工技术是移动通信领域中的常用的一种 双工通信技术。在TDD模式的移动通信系统中，基站到移动台之间的上行和下行通信使用 同一频率信道(即载波)的不同时隙，用时间来分离接收和传送信道，某个时间段由基站发 送信号给移动台，另外的时间由移动台发送信号给基站。随着移动通信技术的发展，TDD工作制式的通信技术越来越多，应用也越来越广 泛。在TDD系统设计上，为了保证上行链路与下行链路构成的环路不发生自激，总是需要在 射频设计时，考虑链路在不工作的情况下实现足够的隔离度。为此，可以在射频链路中加 入适当的高速电子射频开关，也可以采用在不工作时段将对应通路器件进行电源关断的方 式。对于前面一种方法，它会增加射频链路设计的复杂度，并进而影响到射频性能，同时实 现的成本也较高。对于第二种方法，可以采用对小功率放大管或其它射频器件的供电直接 进行开关控制的方式实现。但是现有技术中对小功率放大管或其它射频器件的供电进行开 关控制时，存在电源电压切换响应时间较长，并且容易因为电源电压的瞬时值过大而损坏 时分双工射频设备。
实用新型内容为解决现有技术时分双工射频设备的供电装置的电压切换响应时间较长、输出电 压瞬时过大的问题，本实用新型提供一种电压切换响应时间较短、输出电压幅度受限的时 分双工射频设备的供电装置。一种时分双工射频设备的供电装置，包括用于根据所述时分双工射频设备的开关 切换控制信号，生成与所述开关切换控制信号时序相反的开关电压控制信号的反相开关电 压控制模块；用于根据所述开关电压控制信号，将直流电源电压信号转换成与所述开关电 压控制信号时序相反的电源电压信号的电源电压产生模块；以及用于将所述电源电压信号 的电压幅度限制在目标范围内，对所述时分双工射频设备供电的电源电压限制模块。与现有技术相比较，本实用新型提供时分双工射频设备的供电装置中，通过所述 反相开关电压控制模块和所述电源电压产生模块配合，根据所述时分双工射频设备的开关 切换控制信号，获得频率相同的电源电压信号，对所述射频放大器供电，提高所述时分双工 射频设备的反应速度，缩短响应时间。通过所述电源电压限制模块将所述电源电压信号的 电压幅度限制在目标范围内，可以限制输出的电源电压的瞬时值，防止过大的瞬时电压损 坏时分双工射频设备。优选地，所述时分双工射频设备的供电装置中，所述反相开关电压控制模块包括 非门，所述非门的输入端输入所述时分双工射频设备的开关切换控制信号；所述非门的供电端输入第一直流电源电压信号；所述非门的输出端连接所述电源电压产生模块，输出与 所述第一直流电源电压信号幅度相同，并且与所述开关切换控制信号时序相反的开关电压 控制信号。除使用非门外，还可以根据所述反相开关电压控制模块的功能操作其他可编程器 件产生所述开关电压控制信号。但使用非门作为所述反相开关电压控制模块的主要功能器 件，可以比较简单地获得幅度和相位符合要求的开关电压控制信号，不必使用复杂的编程 器件，令所述分双工射频设备的供电装置制作更加方便。优选地，所述时分双工射频设备的供电装置中，所述电源电压产生模块包括P型 场效应管，所述P型场效应管的栅极输入所述开关电压控制信号，所述P型场效应管的源极 输入第二直流电源电压信号，所述P型场效应管的漏极连接所述电源电压限制模块，输出 与所述第二直流电源电压信号幅度相同，并且与所述开关电压控制信号时序相反的电源电 压信号。除使用ρ型场效应管外，还可以根据所述电源电压产生模块的功能操作其他可编 程器件或者其他的开关器件产生所述电源电压信号。但通过对所述P型场效应管的栅极输 入所述开关电压控制信号，控制所述P型场效应管导通和关闭的频率，就可以将所述第二 直流电源电压信号转化为与所述电源电压信号。实现同样比较简单，不必使用复杂的编程 器件，令所述时分双工射频设备的供电装置更加方便制作。优选地，所述时分双工射频设备的供电装置中，所述电源电压产生模块还包括滤 波电路，所述滤波电路包括电感和两个滤波电容，所述电感的一端连接所述P型场效应管 的源极，并且通过一个滤波电容后接地；所述电感的另一端输入所述第二直流电源电压信 号，并且通过另一个滤波电容后接地。通过所述滤波电路对所述电源电压产生模块产生的信号中的干扰信号过滤，使输 出的电源电压更稳定。优选地，所述时分双工射频设备的供电装置中，所述电源电压限制模块包括稳压 管，所述稳压管的阴极连接所述电源电压信号，其阳极连接所述时分双工射频设备的电源 输入端。除使用稳压管外，还可以根据所述电源电压限制模块的功能操作其他可编程器件 实现稳压功能。通过所述稳压管对所述电源电压信号进行限制，当所述电源电压信号因为 电路中的感应电压而变高时，所述稳压管分去部分的电压，保护所述时分双工射频设备始 终工作在其允许的工作电压偏置条件下，不会因为输入的电源电压过大而烧坏。为解决现有技术时分双工射频设备的电源电压切换响应时间较长、电源电压瞬时 过大的问题，本实用新型提供一种电源电压切换响应时间较短、电源电压幅度受限的时分 双工射频设备。一种时分双工射频设备，包括射频放大器和为所述射频放大器供电的供电装置。 所述供电装置包括用于根据所述时分双工射频设备的开关切换控制信号，生成与所述开关 切换控制信号时序相反的开关电压控制信号的反相开关电压控制模块；用于根据所述开关 电压控制信号，将直流电源电压信号转换成与所述开关电压控制信号时序相反的电源电压 信号的电源电压产生模块；用于将所述电源电压信号的电压幅度限制在目标范围内，对射 频放大器供电的电源电压限制模块。[0017]与现有技术相比较，本实用新型提供的时分双工射频设备中具有为所述射频放大 器供电的供电装置，所述供电装置中，通过所述反相开关电压控制模块和所述电源电压产 生模块配合，根据所述时分双工射频设备的开关切换控制信号，获得频率相同的电源电压 信号，对所述射频放大器供电，提高所述时分双工射频设备的反应速度，缩短响应时间。通 过所述电源电压限制模块将所述电源电压信号的电压幅度限制在目标范围内，可以限制输 出的电源电压的瞬时值，防止过大的瞬时电压损坏时分双工射频设备。优选地，所述时分双工射频设备中，所述反相开关电压控制模块包括非门，所述非 门的输入端输入所述时分双工射频设备的开关切换控制信号；所述非门的供电端输入第一 直流电源电压信号；所述非门的输出端连接所述电源电压产生模块，输出与所述第一直流 电源电压信号幅度相同，并且与所述开关切换控制信号时序相反的开关电压控制信号。除使用非门外，还可以根据所述反相开关电压控制模块的功能操作其他可编程器 件产生所述开关电压控制信号。但使用非门作为所述反相开关电压控制模块的主要功能器 件，可以比较简单地获得幅度和相位符合要求的开关电压控制信号，不必使用复杂的编程 器件，令所述分双工射频设备的制作更加方便。优选地，所述时分双工射频设备中，所述电源电压产生模块包括P型场效应管，所 述P型场效应管的栅极输入所述开关电压控制信号，所述P型场效应管的源极输入第二直 流电源电压信号，所述P型场效应管的漏极连接所述电源电压限制模块，输出与所述第二 直流电源电压信号幅度相同，并且与所述开关电压控制信号时序相反的电源电压信号。除使用P型场效应管外，还可以根据所述电源电压产生模块的功能操作其他可编 程器件或者其他的开关器件产生所述电源电压信号。但通过对所述P型场效应管的栅极输 入所述开关电压控制信号，控制所述P型场效应管导通和关闭的频率，就可以将所述第二 直流电源电压信号转化为与所述电源电压信号。实现同样比较简单，不必使用复杂的编程 器件，所述分双工射频设备更加方便制作。优选地，所述时分双工射频设备中，所述电源电压产生模块还包括滤波电路，所述 滤波电路包括电感和两个滤波电容，所述电感的一端连接所述P型场效应管的源极，并且 通过一个滤波电容后接地；所述电感的另一端输入所述第二直流电源电压信号，并且通过 另一个滤波电容后接地。通过所述滤波电路对所述电源电压产生模块产生的信号中的干扰信号过滤，使输 出的电源电压更稳定。优选地，所述时分双工射频设备中，所述电源电压限制模块包括稳压管，所述稳压 管的阴极连接所述电源电压信号，其阳极连接所述射频放大器的电源输入端。除使用稳压管外，还可以根据所述电源电压限制模块的功能操作其他可编程器件 实现稳压功能。但通过所述稳压管对所述电源电压信号进行限制，当所述电源电压信号因 为电路中的感应电压而变高时，所述稳压管分去部分的电压，保护所述时分双工射频设备 始终工作在其允许的工作电压偏置条件下，不会因为输入的电源电压过大而烧坏。
图1是本实用新型时分双工射频设备的结构示意图；图2是本实用新型时分双工射频设备一种实施方式的具体结构示意图；[0028]其中，10时分双工射频设备；11射频放大器；12供电装置；121反相开关电压控制模块；123电源电压产生模块；125电源电压限制模块。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本实用新型时分双工射频设备的结构示意图。所述时分双工射 频设备10包括射频放大器11和为所述射频放大器11供电的供电装置12。所述射频放大 器11用于将所述接收通信信号并将通信信号放大，所述供电装置12包括反相开关电压控 制模块121、电源电压产生模块123和电源电压限制模块125。所述反相开关电压控制模块121用于接收所述时分双工射频设备的开关切换控 制信号(0N/0FF)，其中，所述开关切换控制信号用于控制所述时分双工射频设备10的两 种工作模式之间的切换，由所述时分双工射频设备的两种工作模式切换的具体时刻要求决 定。所述反相开关电压控制模块121输出与所述开关切换控制信号时序相反的开关电压控 制信号至所述电源电压产生模块123。所述电源电压产生模块123用于根据所述反相开关电压控制模块121输出的所述 开关电压控制信号，将直流电源电压信号转换成与所述开关电压控制信号时序相反的电源 电压信号，并将所述电源电压信号输出至所述电源电压限制模块125。所述电源电压限制模块125用于将所述电源电压信号的电压幅度限制在目标范 围内，对所述射频放大器11供电。请一并参阅图2，图2是本实用新型时分双工射频设备10 —种实施方式的具体结 构示意图。所述供电装置12中，所述反相开关电压控制模块121包括一个非门U3，所述非门 U3的输入端1输入所述时分双工射频设备10的开关切换控制信号，所述非门U3的供电端 输入第一直流电源电压信号，并通过并联的滤波电容C4和C5接地，所述非门U3的输出端 通过一个限流电阻R2连接所述电源电压产生模块123。所述第一直流电源电压信号的取值 一般为3. 3V，根据所述非门U3的具体参数而定。由于时分双工射频设备的工作原理特性， 所述开关切换控制信号为频率一定的方波。在所述开关切换控制信号的控制下，所述非门 U3的输出端输出的开关电压控制信号与所述第一直流电源电压信号幅度相同，并且与所述 开关切换控制信号频率相同，时序上相反。则，在所述开关切换控制信号为低电平时，所述非门U3的输出端输出的所述开关 电压控制信号为高电平信号；在所述开关切换控制信号为高电平时，所述非门U3的输出端 输出的所述开关电压控制信号为低电平信号。所述开关电压控制信号被输出至所述电源电压产生模块123，所述电源电压产生 模块123包括一个P型场效应管U4，所述P型场效应管U4的栅极通过所述限流电阻R2连 接所述非门U3的输出端，输入所述开关电压控制信号；所述P型场效应管U4的源极通过由 电感L2和电容C7、电容C8组成的第一滤波电路(未标示)，连接第二直流电源电压信号，
7其中，所述第二直流电源电压信号的电压值具体根据所述射频放大器Ul的工作电压而定。 所述P型场效应管U4的漏极连接所述电源电压限制模块125。在所述开关电压控制信号的 控制下，所述P型场效应管U4在所述开关电压控制信号为低电平时导通，其漏极输出的所 述电源电压信号为与所述直流电源电压相等的高电平信号；所述P型场效应管U4在所述开 关电压控制信号为高电平时关闭，其漏极输出的所述电源电压信号为低电平信号。即所述 P型场效应管U4的漏极输出的所述电源电压信号与所述开关电压控制信号在时序上相反。所述第一滤波电路中，电感L2连接所述P型场效应管U4的源极以及所述第二直 流电源电压信号；所述电容C7和电容C8的一端分别连接所述电感L2的两端其中之一，所 述电容C7和电容C8的另一端连接在一起接地。通过所述第一滤波电路过滤干扰信号，使 输出的电源电压更稳定。所述电源电压限制模块125包括一个稳压管U2，所述稳压管U2的阴极连接所述P 型场效应管U4的漏极，并连接由电感Li、电容C3和电容C6组成的第二滤波电路；所述稳 压管U2的阳极连接所述射频放大器Ul的电源输入端。所述射频放大器Ul的输入端和输 出端分别设置有电容Cl和电容C2。所述第二滤波电路中，所述电感Ll的一端连接所述稳压管U2的阴极，另一端连接 所述射频放大器11的输出端；所述电容C3和电容C6并联，其一端连接所述稳压管U2的 阴极，另一端接地。通过所述第二滤波电路过滤干扰信号，同样可以使输出的电源电压更稳定。所述时分双工射频设备10工作时，所述开关切换控制信号(0N/0FF)被输入至所 述非门U3的输入端，在所述非门U3的输出端输出与所述直流电源电压幅度相同，但与所述 开关切换控制信号时序相反的开关电压控制信号，所述开关电压控制信号输入至所述P型 场效应管U4的栅极，控制所述P型场效应管U4在其漏极输出与所述直流电源电压幅度相 同，但与所述开关电压控制信号时序相反的电源电压信号。所述电源电压信号经过所述电 源电压限制模块125中的稳压管后，输出至所述射频放大器Ul的电源输入端。通过所述稳压管U2对所述电源电压信号进行限制，当所述电源电压信号因为电 路中的感应电压而变高时，所述稳压管分去部分的电压，保护所述射频放大器Ul始终工作 在其允许的工作电压偏置条件下，不会因为输入的电源电压过大而烧坏。本实用新型的时分双工射频设备并不限于以上实施方式，所述反相开关电压控制 模块121除可以使用非门实现外，也可以使用其他的能够提供足够的输出电压的反相器件 实现。所述电源电压产生模块123除可以使用P型场效应管实现外，也可以通过其他的反 相器件或反相开关将所述直流电源电压转换成与所述反相开关电压控制模块121输出的 电压信号时序相反的电源电压信号。所述电源电压限制模块125同样不限于所述通过稳压 管实现，还可以通过其他的限压器件实现。因此本实用新型时分双工射频设备可以具有多 种变形，在此不一一列举。同时本领域的技术人员根据本领域内的一般常识，可以在本实用 新型的各个实现模块之间或之内添加如滤波电路等可以使本实用新型具有更好效果的辅 助电路，这些在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在 本实用新型的权利要求保护范围之内。与现有技术相比较，本实用新型提供的时分双工射频设备中具有所述为所述射频 放大器供电的供电装置，所述供电装置中通过所述反相开关电压控制模块和所述电源电压产生模块配合，根据所述时分双工射频设备的开关切换控制信号，获得一个与所述开关切 换控制信号频率相同的电源电压信号，对所述射频放大器供电，通过适当选择或者设置各 个器件的参数，可以缩短所述时分双工射频设备在两种工作模式之间的切换时间，提高所 述时分双工射频设备的反应速度。经实验，当所述非门U3采用NC7WZ14型号的非门器件， 所述P型场效应管采用IRF7304型号的器件时，所述时分双工射频设备在两种工作模式之 间的切换时延可以控制在Ius以内，所述供电装置输出的所述电源电压的过冲可以控制在 0.2V以内。通过所述电源电压限制模块将所述电源电压信号的电压幅度限制在目标范围 内，可以限制所述电源电压的瞬时值，防止过大的瞬时电压损坏时分双工射频设备。 以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何 在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的权利要求保护范围之内。
权利要求一种时分双工射频设备的供电装置，其特征在于包括用于根据所述时分双工射频设备的开关切换控制信号，生成与所述开关切换控制信号时序相反的开关电压控制信号的反相开关电压控制模块；用于根据所述开关电压控制信号，将直流电源电压信号转换成与所述开关电压控制信号时序相反的电源电压信号的电源电压产生模块；用于将所述电源电压信号的电压幅度限制在目标范围内，对所述时分双工射频设备供电的电源电压限制模块。
2.如权利要求1所述的时分双工射频设备的供电装置，其特征在于，所述反相开关电 压控制模块包括非门，所述非门的输入端输入所述时分双工射频设备的开关切换控制信 号；所述非门的供电端输入第一直流电源电压信号；所述非门的输出端连接所述电源电压 产生模块，输出与所述第一直流电源电压信号幅度相同，并且与所述开关切换控制信号时 序相反的开关电压控制信号。
3.如权利要求1或者2所述的时分双工射频设备的供电装置，其特征在于所述电源 电压产生模块包括P型场效应管，所述P型场效应管的栅极输入所述开关电压控制信号，所 述P型场效应管的源极输入第二直流电源电压信号，所述P型场效应管的漏极连接所述电 源电压限制模块，输出与所述第二直流电源电压信号幅度相同，并且与所述开关电压控制 信号时序相反的电源电压信号。
4.如权利要求3所述的时分双工射频设备的供电装置，其特征在于所述电源电压产 生模块还包括滤波电路，所述滤波电路包括电感和两个滤波电容，所述电感的一端连接所 述P型场效应管的源极，并且通过一个滤波电容后接地；所述电感的另一端输入所述第二 直流电源电压信号，并且通过另一个滤波电容后接地。
5.如权利要求3所述的时分双工射频设备的供电装置，其特征在于所述电源电压限 制模块包括稳压管，所述稳压管的阴极连接所述电源电压信号，其阳极连接所述时分双工 射频设备的电源输入端。
6.一种时分双工射频设备，包括射频放大器和为所述射频放大器供电的供电装置，其 特征在于，所述供电装置包括用于根据所述时分双工射频设备的开关切换控制信号，生成与所述开关切换控制信号 时序相反的开关电压控制信号的反相开关电压控制模块；用于根据所述开关电压控制信号，将直流电源电压信号转换成与所述开关电压控制信 号时序相反的电源电压信号的电源电压产生模块；用于将所述电源电压信号的电压幅度限制在目标范围内，对所述射频放大器供电的电 源电压限制模块。
7.如权利要求6所述的时分双工射频设备，其特征在于所述反相开关电压控制模块 包括非门，所述非门的输入端输入所述时分双工射频设备的开关切换控制信号；所述非门 的供电端输入第一直流电源电压信号；所述非门的输出端连接所述电源电压产生模块，输 出与所述第一直流电源电压信号幅度相同，并且与所述开关切换控制信号时序相反的开关 电压控制信号。
8.如权利要求6或者7所述的时分双工射频设备，其特征在于所述电源电压产生模 块包括P型场效应管，所述P型场效应管的栅极输入所述开关电压控制信号，所述P型场效应管的源极输入第二直流电源电压信号，所述P型场效应管的漏极连接所述电源电压限制 模块，输出与所述第二直流电源电压信号幅度相同，并且与所述开关电压控制信号时序相 反的电源电压信号。
9.如权利要求8所述的时分双工射频设备，其特征在于所述电源电压产生模块还包 括滤波电路，所述滤波电路包括电感和两个滤波电容，所述电感的一端连接所述P型场效 应管的源极，并且通过一个滤波电容后接地；所述电感的另一端输入所述第二直流电源电 压信号，并且通过另一个滤波电容后接地。
10.如权利要求8所述的时分双工射频设备，其特征在于所述电源电压限制模块包括 稳压管，所述稳压管的阴极连接所述电源电压信号，其阳极连接所述射频放大器的电源输 入端。
专利摘要本实用新型提供一种时分双工射频设备的供电装置，包括反相开关电压控制模块、电源电压产生模块和电源电压限制模块。所述反相开关电压控制模块用于根据所述时分双工射频设备的开关切换控制信号，生成与所述开关切换控制信号时序相反的开关电压控制信号；所述电源电压产生模块用于根据所述开关电压控制信号，将直流电源电压信号转换成与所述开关电压控制信号时序相反的电源电压信号；所述电源电压限制模块用于将所述电源电压信号的电压幅度限制在目标范围内，对射频放大器供电。本实用新型的时分双工射频设备的供电装置的输出电压切换响应时间较短、输出电压幅度被限制在合理的范围内，避免所述时分双工射频设备因电源电压瞬间过大而损坏。
文档编号H02M1/08GK201667609SQ20102012836
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者徐毅, 李合理, 谢斌 申请人:京信通信系统(中国)有限公司