一种手机射频前端发射链路功耗和ACLR优化匹配方法与流程

本发明具体涉及一种手机射频前端发射链路功耗和ACLR优化匹配方法，属于手机变频调制方法技术领域。

背景技术：

无线通信是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。与有线通信方式不同，信号在无线信道中衰减以距离的平方成反比，而手持终端收发器内部未集成功放单元，输出功率较低，因此需外挂高功率放大器，来满足一定的通信距离。

传统的手持设备以语音通信为主，以高效率的饱和功率放大器来满足长时间通话需求，随着高带宽、数字化、高速数据上传下载的发展需求，以及直接变频，高阶调制等技术的推动，使得线性功率放大器应运而生。

然而，线性功放的线性度和效率是一对矛盾。如果要依赖于手机终端有限电源，那么没有任何电子设备能够提供恒定的增益，也就无法提供恒定的线性度；另一方面，为了使效率更高，在同样输出功率的条件下，系统需要从电源吸收较少的功率，这便不可避免地压缩增益，即采用Back_off技术，如图1所示。这将导致线性度降低。具体表现形式便是功耗和ACLR(效率和线性度)的矛盾。

Smith圆图主要用于传输线的阻抗匹配上。如图2所示，该图由三个圆系构成，用以在传输线和某些波导问题中利用图解法求解，以避免繁琐的运算。一条传输线(Transmission Line)的电阻抗(Impedance)会随其长度而改变，要设计一套匹配(Matching)的线路，需要通过不少繁复的计算程序，Smith圆图的特点便是省略一些计算程序，直观高效地做阻抗匹配。

匹配调试过程中，经常会遇到功耗较低时，ACLR余量很小；ACLR余量大时，功耗很大，很难将两者性能同时达到最优。

技术实现要素：

因此，本发明目的是目的在于提供一种高效的匹配方法，快速实现功耗和ACLR最优化。

具体的，本发明的方法包括以下步骤：

步骤一匹配天线开关模块输出至同轴连接器端链路至50ohm；

步骤二匹配双工器的收敛性；

步骤三匹配功率放大器的Loadpull。

进一步的，所述步骤一具体为：

基带信号经过直接变频处理，变成射频调制信号，经射频功率放大器放大后，传输至双工器，之后经过天线开关模块到达射频座子，匹配天线开关模块到射频座子的阻抗线的失配，网络分析仪的Port1口接天线开关模块的输出端，Port2口接射频座子，在用网络分析仪测量S21时，起止频点覆盖到PCB板所支持的全频段，通常为：Start Freq＝600MHz,Stop Freq＝2700MHz，观察Smith圆图，按照先串后并的原则，改变天线开关模块与射频座子之间电感、电容的值，使弧形靠近圆图的中心。

进一步的，所述步骤二具体为：

固定天线开关模块与射频座子之间电感、电容的值，将网络分析仪的Port1口接功率放大器的输出，Port2口接射频座子，同时在PCB板上去掉功率放大器，调节天线开关模块与双工器之间电感、电容，将PCB板连接至调试工具，进入强发模式，观察Smith圆图上频段图形的收敛程度，改变天线开关模块与双工器之间电感、电容的值，使频段图形聚拢收敛，然后固定天线开关模块与双工器之间电感、电容的值。

进一步的，所述步骤三具体为：

根据功率放大器的Loadpull图表，找出最优等ACLR圆和最优等效率圆，并根据走势，找出一个点，同时兼顾效率和ACLR，并以此点作为参考点，调节双工器与功率放大器之间的电感、电容，使频段图形向这一点集中靠拢，然后固定双工器与功率放大器之间的电感、电容的值。

进一步的，所述步骤三固定双工器与功率放大器之间的电感、电容的值之后，还包括校准步骤，所述校准步骤具体为：

再拿一块完整PCB板，换上步骤一至步骤三确定的电感、电容的值，用调试工具和综测仪观察饱和功率,校准后观察ACLR和功耗，如果ACLR和功耗两个都变差，返回步骤一重新匹配，如果ACLR和功耗其中一个变好，另一个变差，则再观察loadpull,重新找出一个点，更多地兼顾差的那一个，调节双工器与功率放大器之间的电感、电容的值，使频段图形向这一点集中靠拢，然后固定双工器与功率放大器之间的电感、电容的值，之后重新校准，再次观察功耗和ACLR，直到取得功耗和ACLR的折中平衡。

本发明的有益效果在于：本发明手机射频前端发射链路匹配电路的调试方法，利用Smith原图找出折中点，实现功耗与ACLR的平衡。可明显提高匹配调试效率，并实现功耗和ACLR的折中平衡。本发明适合移动终端，特别是联发科技(MTK)平台的手机终端使用。

附图说明

图1为背景技术中增益压缩方法中的Back_off技术示意图；

图2为背景技术中的Smith圆图示意图；

图3为实施例中使用的手机终端发射链路系统结构图；

图4为实施例1中第一步的示意图；

图5为实施例1中第二步的示意图；

图6为实施例1中第三步的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：

本实施例中使用的手机元器件包括功率放大器(PA)、双工器(DPX)、天线开关模块(ASM)、同轴连接器(Connector)、PCB主板。主要通过以下3步来实现：步骤1、匹配公共端链路至50ohm阻抗；步骤2、匹配双工器的收敛性；步骤3、匹配功率放大器的loadpull,包括效率loadpull、功率loadpull、ALCRloadpull、增益loadpull等。通过以上3步，可实现发射机处于最佳线性和最佳效率发射。

图3所示系统为常见手机终端发射链路系统，基带信号经过直接变频处理，变成射频调制信号，经射频功率放大器放大后，传输至双工器，之后经过天线开关模块到达射频座子。由于链路上各芯片的单端阻抗均是50ohm，所以只需匹配微带线或者带状线的阻抗失配。第一步就是要匹配天线开关模块到射频座子的阻抗线的失配。网络分析仪的Port1口接天线开关模块的输出端，Port2口接射频座子，如图4所示。考虑到此段阻抗线是公共端，在用网络分析仪测量S21时，起止频点要覆盖到PCB板所支持的全频段，通常为：StartFreq＝600MHz,Stop Freq＝2700MHz，观察Smith圆图，按照先串后并的原则，改变L1,C1,C2的值，使弧形靠近圆图的中心。

第二步固定L1,C1,C2的值，将网络分析仪的Port1口接功率放大器的输出，Port2口接射频座子，如图5所示。同时在PCB板上去掉功率放大器，防止大功率输出损坏仪器。主要工作是调节L2,L3,C3，所以L4串联0ohm,C4,C5不贴器件。因天线开关模块是有源器件，所以需要上电，并将PCB板连接至调试工具，进入强发模式。因大多数厂家的双工器都呈容性，所以优先在L3上并联电感，且频段越高，电感值越小，观察Smith圆图上频段图形的收敛程度。按照L3.L2.C3的优先顺序，使频段图形聚拢收敛。然后固定L3.L2.C3的值。

第三步，根据功率放大器厂家提供的Loadpull图表，找出最优等ACLR圆和最优等效率圆，并根据走势，找出一个点，同时兼顾效率和ACLR，并以此点作为参考点，调节L4,C4,C5，使频段图形向这一点集中靠拢，然后固定L4,C4,C5的值，如图6所示,图6中，Vramp＝2.0V，Vdd＝3.5V,Pin＝3dBm,f＝824MHz。

考虑到有源测试和无源测试的区别，需再拿一块完整PCB板，换上之前确定的L1,C1,C2,L3.L2.C3,L4,C4,C5的值，用调试工具和综测仪观察饱和功率,校准后观察ACLR和功耗，正常情况下这组匹配便是最优值，ACLR和功耗均能达标。如果ACLR和功耗两个都变差，那就要回到原点，按照上述的三个步骤重新匹配；如果ACLR和功耗其中一个变好，另一个变差，则再观察loadpull,重新找出一个点，更多地兼顾差的那一个。之后，调节L4,C4,C5的值，使频段图形向这一点集中靠拢，然后固定L4,C4,C5的值。之后通过校准，再次观察功耗和ACLR。如此反复实验，直到取得功耗和ACLR的折中平衡。

通过这几个步骤，可以高效率地对发射链路做匹配，避免盲调造成的时间浪费，以及无法平衡效率和线性度这一对矛盾。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。