射频传输线的失配补偿方法及失配补偿装置与流程

本发明涉及射频技术领域，具体而言，涉及一种射频传输线的失配补偿方法和一种射频传输线的失配补偿装置。

背景技术：

在射频PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)的布线过程中，经常遇到由于空间或者其它布线的限制导致某一段较短的传输线不能处于理想状态，进而会造成该传输线的阻抗失配。比如：由于射频收发器的射频端口输出端和微带线到带状线过渡的通孔、错孔、参考地不完整等会导致传输线存在失配的问题。

通过增加匹配元件(如电容、电感、电阻等)来解决传输线失配的问题时，由于匹配元件的值较大，以及离散分布和寄生参数等原因，反而会导致传输线失配更加严重。并且增加匹配元件也使得在PCB上占用的空间较大，若匹配元件在PCB上的位置与传输线失配的地方越远，效果越不明显。

目前，PCB工程师一般是通过规避的方式来解决传输线失配的问题，这样会导致生产出来的产品(如手机等)的射频指标较差，影响了产品的品质。

因此，如何能够优化射频传输线的匹配，有效避免射频传输线失配成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的射频传输线的失配补偿方案，可以通过添加传输线的方式来补偿射频传输线在其工作频段上失配的阻抗，有效解决了射频传输线的失配问题。

有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种射频传输线的失配补偿方法，包括：提取射频传输线在其工作频段上的散射参数；根据所述散射参数计算所述射频传输线需要补偿的阻抗值；基于所述需要补偿的阻抗值，确定需要在所述射频传输线上添加的开路传输线的参数，以基于添加的所述开路传输线对所述射频传输线进行失配补偿。

在该技术方案中，通过提取射频传输线在其工作频段上的散射参数，并根据散射参数计算射频传输线需要补偿的阻抗值，进而基于需要补偿的阻抗值确定需要在射频传输线上添加的开路传输线的参数，使得能够通过添加传输线的方式来补偿射频传输线在其工作频段上失配的阻抗，有效解决了射频传输线的失配问题，避免了通过添加匹配元件来解决射频传输线失配的问题而可能出现射频传输线的失配更加严重、效果不明显的问题，优化了射频传输线的阻抗匹配，确保了射频传输线的射频指标符合规范。

其中，开路传输线的参数包括长度和宽度，开路传输线可以通过并联的方式连接在射频传输线的后端。

在上述技术方案中，优选地，所述提取射频传输线在其工作频段上的散射参数的步骤，具体包括：通过软件仿真的方式在所述射频传输线所在的电路图中提取所述射频传输线在其工作频段上的散射参数；通过矢量网络分析仪在所述射频传输线所在的电路板中提出所述射频传输线在其工作频段上的散射参数。

在该技术方案中，一方面可以直接在射频传输线所在的电路图(如PCB电路图)中提取射频传输线在其工作频段上的散射参数；另一方面也可以直接在射频传输线所在的电路板(如PCB电路板)中提出射频传输线在其工作频段上的散射参数，以保证提取到更加准确的散射参数。

在上述任一技术方案中，优选地，当在所述射频传输线上添加所述开路传输线之后，还包括：提取所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数；根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求。

在该技术方案中，通过在射频传输线上添加开路传输线之后，提取射频传输线和开路传输线在射频传输线的工作频段上的散射参数，并基于此验证射频传输线和开路传输线的阻抗值是否符合要求，使得能够对射频传输线的补偿结果进行验证，以确保添加的开路传输线能够有效解决射频传输线的阻抗失配的问题。

在上述技术方案中，优选地，还包括：若确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值不符合要求，则调整所述开路传输线的参数，并再次验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求，直到所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求为止。

在该技术方案中，通过在确定射频传输线和开路传输线的阻抗值不符合要求时，对开路传输线的参数进行调整，并再次验证射频传输线和开路传输线的阻抗值是否符合要求，直到射频传输线和开路传输线的阻抗值符合要求为止，可以保证添加的开路传输线能够有效解决射频传输线的阻抗失配的问题。

在上述任一技术方案中，优选地，验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求的步骤，具体包括：根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值；在所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值处于预定阻抗值范围内时，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求。

其中，所述的阻抗值即为电阻值和电抗值。

根据本发明的第二方面，还提出了一种射频传输线的失配补偿装置，包括：提取单元，用于提取射频传输线在其工作频段上的散射参数；计算单元，用于根据所述散射参数计算所述射频传输线需要补偿的阻抗值；处理单元，用于基于所述需要补偿的阻抗值，确定需要在所述射频传输线上添加的开路传输线的参数，以基于添加的所述开路传输线对所述射频传输线进行失配补偿。

在该技术方案中，通过提取射频传输线在其工作频段上的散射参数，并根据散射参数计算射频传输线需要补偿的阻抗值，进而基于需要补偿的阻抗值确定需要在射频传输线上添加的开路传输线的参数，使得能够通过添加传输线的方式来补偿射频传输线在其工作频段上失配的阻抗，有效解决了射频传输线的失配问题，避免了通过添加匹配元件来解决射频传输线失配的问题而可能出现射频传输线的失配更加严重、效果不明显的问题，优化了射频传输线的阻抗匹配，确保了射频传输线的射频指标符合规范。

其中，开路传输线的参数包括长度和宽度，开路传输线可以通过并联的方式连接在射频传输线的后端。

在上述技术方案中，优选地，所述提取单元具体用于：通过软件仿真的方式在所述射频传输线所在的电路图中提取所述射频传输线在其工作频段上的散射参数；通过矢量网络分析仪在所述射频传输线所在的电路板中提出所述射频传输线在其工作频段上的散射参数。

在该技术方案中，一方面可以直接在射频传输线所在的电路图(如PCB电路图)中提取射频传输线在其工作频段上的散射参数；另一方面也可以直接在射频传输线所在的电路板(如PCB电路板)中提出射频传输线在其工作频段上的散射参数，以保证提取到更加准确的散射参数。

在上述任一技术方案中，优选地，所述提取单元还用于，当在所述射频传输线上添加所述开路传输线之后，提取所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数；所述失配补偿装置还包括：验证单元，用于根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求。

在该技术方案中，通过在射频传输线上添加开路传输线之后，提取射频传输线和开路传输线在射频传输线的工作频段上的散射参数，并基于此验证射频传输线和开路传输线的阻抗值是否符合要求，使得能够对射频传输线的补偿结果进行验证，以确保添加的开路传输线能够有效解决射频传输线的阻抗失配的问题。

在上述任一技术方案中，优选地，所述验证单元还用于：若确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值不符合要求，则调整所述开路传输线的参数，并再次验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求，直到所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求为止。

在该技术方案中，通过在确定射频传输线和开路传输线的阻抗值不符合要求时，对开路传输线的参数进行调整，并再次验证射频传输线和开路传输线的阻抗值是否符合要求，直到射频传输线和开路传输线的阻抗值符合要求为止，可以保证添加的开路传输线能够有效解决射频传输线的阻抗失配的问题。

在上述任一技术方案中，优选地，所述验证单元具体用于：根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值，在所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值处于预定阻抗值范围内时，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求。

其中，所述的阻抗值即为电阻值和电抗值。

通过以上技术方案，使得能够通过添加传输线的方式来补偿射频传输线在其工作频段上失配的阻抗，有效解决了射频传输线的失配问题。

附图说明

图1示出了根据本发明的第一个实施例的射频传输线的失配补偿方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明的第二个实施例的射频传输线的失配补偿方法的流程示意图；

图3示出了根据本发明的实施例的射频传输线的失配阻抗的仿真结果示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的射频传输线的失配阻抗的施密特圆图示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的射频传输线在添加开路枝节之后的失配阻抗的仿真结果示意图；

图6示出了根据本发明的实施例的在PCB电路图中添加开路枝节的示意图；

图7示出了根据本发明的实施例的射频传输线在添加开路枝节之后的施密特圆图示意图；

图8示出了根据本发明的第一个实施例的射频传输线的失配补偿装置的示意框图；

图9示出了根据本发明的第二个实施例的射频传输线的失配补偿装置的示意框图；

图10示出了根据本发明的第三个实施例的射频传输线的失配补偿装置的示意框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的第一个实施例的射频传输线的失配补偿方法的流程示意图。

如图1所示，根据本发明的第一个实施例的射频传输线的失配补偿方法，包括：

步骤S10，提取射频传输线在其工作频段上的散射参数。

在本发明的一个实施例中，步骤S10具体包括如下实施方式：

实施方式一：

通过软件仿真的方式在所述射频传输线所在的电路图中提取所述射频传输线在其工作频段上的散射参数。即可以直接在射频传输线所在的电路图(如PCB电路图)中提取射频传输线在其工作频段上的散射参数

实施方式二：

通过矢量网络分析仪在所述射频传输线所在的电路板中提出所述射频传输线在其工作频段上的散射参数。即直接在射频传输线所在的电路板(如PCB电路板)中提出射频传输线在其工作频段上的散射参数，以保证提取到更加准确的散射参数。

步骤S12，根据所述散射参数计算所述射频传输线需要补偿的阻抗值。其中，所述的阻抗值即为电阻值和电抗值。

步骤S14，基于所述需要补偿的阻抗值，确定需要在所述射频传输线上添加的开路传输线的参数，以基于添加的所述开路传输线对所述射频传输线进行失配补偿。

其中，开路传输线的参数包括长度和宽度，开路传输线可以通过并联的方式连接在射频传输线的后端。

具体地，通过提取射频传输线在其工作频段上的散射参数，并根据散射参数计算射频传输线需要补偿的阻抗值，进而基于需要补偿的阻抗值确定需要在射频传输线上添加的开路传输线的参数，使得能够通过添加传输线的方式来补偿射频传输线在其工作频段上失配的阻抗，有效解决了射频传输线的失配问题，避免了通过添加匹配元件来解决射频传输线失配的问题而可能出现射频传输线的失配更加严重、效果不明显的问题，优化了射频传输线的阻抗匹配，确保了射频传输线的射频指标符合规范。

进一步地，当在所述射频传输线上添加所述开路传输线之后，还包括：提取所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数；根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求。

在该技术方案中，通过在射频传输线上添加开路传输线之后，提取射频传输线和开路传输线在射频传输线的工作频段上的散射参数，并基于此验证射频传输线和开路传输线的阻抗值是否符合要求，使得能够对射频传输线的补偿结果进行验证，以确保添加的开路传输线能够有效解决射频传输线的阻抗失配的问题。

进一步地，若确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值不符合要求，则调整所述开路传输线的参数，并再次验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求，直到所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求为止。

在该技术方案中，通过在确定射频传输线和开路传输线的阻抗值不符合要求时，对开路传输线的参数进行调整，并再次验证射频传输线和开路传输线的阻抗值是否符合要求，直到射频传输线和开路传输线的阻抗值符合要求为止，可以保证添加的开路传输线能够有效解决射频传输线的阻抗失配的问题。

进一步地，验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求的步骤，具体包括：根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值；在所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值处于预定阻抗值范围内时，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求。

以下结合图2至图6进一步说明本发明的技术方案。

如图2所示，根据本发明的第二个实施例的射频传输线的失配补偿方法，包括：

步骤S20，提取射频传输线的S参数(即散射参数)。

具体地，若没有现成的PCB电路板，只有PCB电路图，则对于失配传输线的频段后端，将无法避免且影响严重的射频频段的传输线所在的PCB电路图提取出来，然后通过软件仿真的方式提取S参数。若已经有现成的电路板，则可以通过矢量网络分析仪实际测量电路板上的PCB来提取S参数。其中，S参数可以转换为电阻值和电抗值。

步骤S22，通过提取出的S参数计算射频传输线需要补偿的阻抗值。

步骤S24，基于计算出的需要补偿的阻抗值，确定需要在射频传输线的后端添加的传输线的参数。然后在射频传输线的后端添加一小段传输线进行补偿。其中，传输线的参数包括长度和宽度。

步骤S26，在射频传输线的后端添加传输线之后，对添加传输线的PCB电路图进行仿真。

步骤S28，判断在添加传输线之后，射频传输线和添加的传输线的阻抗是否满足要求，若是，则执行步骤S32；否则，执行步骤S30。

步骤S30，调整补偿值，即对添加的传输线的参数进行调整，然后返回步骤S26。

步骤S32，将补偿机制加入到PCB电路图中，以在下一次投板时使用。具体地，若没有现成的PCB电路板，只有PCB电路图，则在第一次投板时就可以加入补偿机制；若已经有现成的电路板，则在下一次投板时加入补偿机制。

以下以具体的实施例对本发明的技术方案进行说明：

如图3所示，假设射频收发器输出端口的某一段微带线(传输线的一种)的参数为：介电参数3.3，从射频收发器输出的失配小段传输线(TL1)的宽度为2.9mil，长度为100mil，其后端未失配理想传输线(TL5)的50Ω阻抗宽度为6.9mil，该阻抗下长度为1000mil。其中，mil为千分之一英尺，1mil＝0.0254mm。

若该传输线的频段为LTE B7频段(2.5GHz～2.57GHz)，即只需关注2.5GHz～2.57GHz频段内的失配问题，如图4所示，通过simith(施密特)圆图可以看出，其失配阻抗如下：

2.5GHz时，Z＝40.964-j×1.637；

2.57GHz时，Z＝40.629-j×0.603。

基于本发明的技术方案，可以在失配传输线的后端添加开路枝节，以解决传输线的失配问题，具体如图5所示：

通过计算可知，需要在失配传输线的后端添加的开路枝节的尺寸为：长度L＝100mil，宽度W＝4mil。其PCB电路图中的示意结构如图6所示，其中，传输线602为失配的传输线，传输线606为添加的开路传输线，传输线604为后端50Ω线。

在添加开路传输线之后，如图7所示，通过simith(施密特)圆图可以看出，在传输线失配端增加一个开路枝节，L＝100mil，W＝4mil，最后阻抗接近50Ω，即解决了阻抗失配的问题。

可见，本发明的技术方案通过传输线的L型匹配枝节有效补偿了射频传输线的阻抗失配问题。

图8示出了根据本发明的第一个实施例的射频传输线的失配补偿装置的示意框图。

如图8所示，根据本发明的第一个实施例的射频传输线的失配补偿装置800，包括：提取单元802、计算单元804和处理单元806。

其中，提取单元802用于提取射频传输线在其工作频段上的散射参数；计算单元804用于根据所述散射参数计算所述射频传输线需要补偿的阻抗值；处理单元806用于基于所述需要补偿的阻抗值，确定需要在所述射频传输线上添加的开路传输线的参数，以基于添加的所述开路传输线对所述射频传输线进行失配补偿。

在该技术方案中，通过提取射频传输线在其工作频段上的散射参数，并根据散射参数计算射频传输线需要补偿的阻抗值，进而基于需要补偿的阻抗值确定需要在射频传输线上添加的开路传输线的参数，使得能够通过添加传输线的方式来补偿射频传输线在其工作频段上失配的阻抗，有效解决了射频传输线的失配问题，避免了通过添加匹配元件来解决射频传输线失配的问题而可能出现射频传输线的失配更加严重、效果不明显的问题，优化了射频传输线的阻抗匹配，确保了射频传输线的射频指标符合规范。

其中，开路传输线的参数包括长度和宽度，开路传输线可以通过并联的方式连接在射频传输线的后端。

在上述技术方案中，优选地，所述提取单元802具体用于：通过软件仿真的方式在所述射频传输线所在的电路图中提取所述射频传输线在其工作频段上的散射参数；通过矢量网络分析仪在所述射频传输线所在的电路板中提出所述射频传输线在其工作频段上的散射参数。

在该技术方案中，一方面可以直接在射频传输线所在的电路图(如PCB电路图)中提取射频传输线在其工作频段上的散射参数；另一方面也可以直接在射频传输线所在的电路板(如PCB电路板)中提出射频传输线在其工作频段上的散射参数，以保证提取到更加准确的散射参数。

进一步地，如图9所示，根据本发明的第二个实施例的失配补偿装置900在包括图8中所示的提取单元802、计算单元804和处理单元806的基础上，还包括：验证单元902。

其中，提取单元802还用于，当在所述射频传输线上添加所述开路传输线之后，提取所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数；验证单元902用于根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求。

在该技术方案中，通过在射频传输线上添加开路传输线之后，提取射频传输线和开路传输线在射频传输线的工作频段上的散射参数，并基于此验证射频传输线和开路传输线的阻抗值是否符合要求，使得能够对射频传输线的补偿结果进行验证，以确保添加的开路传输线能够有效解决射频传输线的阻抗失配的问题。

在上述任一技术方案中，优选地，所述验证单元902还用于：若确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值不符合要求，则调整所述开路传输线的参数，并再次验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求，直到所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求为止。

在该技术方案中，通过在确定射频传输线和开路传输线的阻抗值不符合要求时，对开路传输线的参数进行调整，并再次验证射频传输线和开路传输线的阻抗值是否符合要求，直到射频传输线和开路传输线的阻抗值符合要求为止，可以保证添加的开路传输线能够有效解决射频传输线的阻抗失配的问题。

在上述任一技术方案中，优选地，所述验证单元902具体用于：根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值，在所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值处于预定阻抗值范围内时，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求。

其中，所述的阻抗值即为电阻值和电抗值。

本发明的技术方案可以优化的常见问题包括：双工器的公共端匹配无法调节收敛，即发射的ACLR不平坦或不达标，灵敏度指标不平坦或不达标的问题。

图10示出了根据本发明的第三个实施例的射频传输线的失配补偿装置的示意框图。

如图10所示，根据本发明的第三个实施例的射频传输线的失配补偿装置，包括：处理器1、输入装置2和存储器3。在本发明的一些实施例中，处理器1、输入装置2和存储器3可以通过总线4或其他方式连接，图10中以通过总线4连接为例。

其中，存储器3用于存储一组程序代码，处理器1调用存储器3中存储的程序代码，用于执行以下操作：

通过输入装置2提取射频传输线在其工作频段上的散射参数；

根据所述散射参数计算所述射频传输线需要补偿的阻抗值；

基于所述需要补偿的阻抗值，确定需要在所述射频传输线上添加的开路传输线的参数，以基于添加的所述开路传输线对所述射频传输线进行失配补偿。

作为一种可选的实施方式，处理器1调用存储器3中存储的程序代码，通过输入装置2提取射频传输线在其工作频段上的散射参数的操作具体为：

通过软件仿真的方式在所述射频传输线所在的电路图中提取所述射频传输线在其工作频段上的散射参数；

通过矢量网络分析仪在所述射频传输线所在的电路板中提出所述射频传输线在其工作频段上的散射参数。

作为一种可选的实施方式，处理器1调用存储器3中存储的程序代码，还用于执行以下操作：

当在所述射频传输线上添加所述开路传输线之后，提取所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数；

根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求。

作为一种可选的实施方式，处理器1调用存储器3中存储的程序代码，还用于执行以下操作：

若确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值不符合要求，则调整所述开路传输线的参数，并再次验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求，直到所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求为止。

作为一种可选的实施方式，处理器1调用存储器3中存储的程序代码，验证所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值是否符合要求的操作，具体包括：

根据所述射频传输线和所述开路传输线在所述射频传输线的工作频段上的散射参数，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值；

在所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值处于预定阻抗值范围内时，确定所述射频传输线和所述开路传输线的阻抗值符合要求。

本发明实施例的方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例的射频传输线的失配补偿装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的射频传输线的失配补偿方案，可以通过添加传输线的方式来补偿射频传输线在其工作频段上失配的阻抗，有效解决了射频传输线的失配问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。