阻抗调谐方法、装置及移动终端与流程

本发明涉及射频技术领域，尤其涉及一种阻抗调谐方法、装置及移动终端。

背景技术：

阻抗匹配在射频系统中用于最大功率传输和减小失配引起的反射，这一点对于移动终端尤为重要。由于通信频道的改变，或者受用户的干扰，比如头、手的靠近，负载阻抗不可避免地发生变化，由此导致的阻抗失配将严重恶化手机的输出功率和辐射效率等性能，甚至损坏手机中的收发器件。为了应对负载阻抗的变化，需要在射频前端和负载之间进行阻抗调谐，保证射频前端和负载之间的阻抗匹配。

现有的实现阻抗调谐的方法，通过检测回程损耗，在史密斯圆图上确定对应的反射系数圆，对反射系数圆上的负载阻抗点进行遍历，最终确定负载阻抗，通过调节匹配网络得到与负载阻抗相匹配的阻抗。在实际应用中，发明人发现现有方法需要消耗大量时间，调谐速度慢。

技术实现要素：

本发明提供的阻抗调谐方法、装置及移动终端，能够节约时间，提高阻抗调谐速度。

第一方面，本发明提供一种阻抗调谐方法，适用于射频系统，所述射频系统包括射频前端及负载，所述方法包括：

检测所述射频系统当前状态的回程损耗及所述射频前端中功率放大器的总电流；

基于所述回程损耗及功率放大器的总电流，确定当前状态的负载阻抗点；

根据所述负载阻抗点的阻抗，生成所述负载阻抗点的阻抗调谐控制信号；

在所述负载阻抗点的阻抗调谐控制信号作用下，输出匹配阻抗。

可选地，所述基于所述回程损耗及功率放大器的总电流，确定当前状态的负载阻抗点包括：

确定所述回程损耗在史密斯圆图上对应的反射系数圆；

将所述功率放大器的总电流的负载牵引曲线叠加到史密斯圆图上，与所述反射系数圆产生至少一个交点；

如果只有一个交点，确定所述交点为当前状态的负载阻抗点。

可选地，如果有多个交点，所述方法还包括：

根据所述多个交点的阻抗，分别生成所述多个交点的阻抗调谐控制信号；

分别在所述多个交点的阻抗调谐控制信号作用下，输出多种匹配阻抗；

分别检测所述多种匹配阻抗下的回程损耗；

比较各回程损耗，确定对应于最大回程损耗的交点为当前状态的负载阻抗点。

第二方面，本发明提供一种阻抗调谐装置，适用于射频系统，所述射频系统包括射频前端及负载，所述装置包括：

检测模块，用于检测所述射频系统当前状态的回程损耗及所述射频前端中功率放大器的总电流；

确定模块，用于基于所述回程损耗及功率放大器的总电流，确定当前状态的负载阻抗点；

控制模块，用于根据所述负载阻抗点的阻抗，生成所述负载阻抗点的阻抗调谐控制信号；

可调匹配网络模块，用于在所述负载阻抗点的阻抗调谐控制信号作用下，输出匹配阻抗。

可选地，所述确定模块包括：

第一确定单元，用于确定所述回程损耗在史密斯圆图上对应的反射系数圆；

叠加单元，用于将所述功率放大器的总电流的负载牵引曲线叠加到史密斯圆图上，与所述反射系数圆产生至少一个交点；

第二确定单元，用于当只有一个交点时，确定所述交点为当前状态的负载阻抗点。

可选地，当有多个交点时，

所述控制模块，还用于根据所述多个交点的阻抗，分别生成所述多个交点的阻抗调谐控制信号；

所述可调匹配网络模块，还用于分别在所述多个交点的阻抗调谐控制信号作用下，输出多种匹配阻抗；

所述检测模块，还用于分别检测所述多种匹配阻抗下的回程损耗；

所述第二确定单元，还用于比较各回程损耗，确定对应于最大回程损耗的交点为当前状态的负载阻抗点。

第三方面，本发明提供一种移动终端，所述移动终端包括上述阻抗调谐装置。

本发明提供的阻抗调谐方法、装置及移动终端，通过检测回程损耗得到对应的反射系数圆，并结合射频前端中功率放大器的总电流的负载牵引曲线，在史密斯圆图上利用反射系数圆和负载牵引曲线的交点来快速、准确地确定负载阻抗，从而相应地产生控制信号，输出匹配阻抗。与现有技术相比，本发明避免了遍历整个反射系数圆的耗时过程，能够提高阻抗调谐速度，同时对负载阻抗变化更加灵敏，匹配精度高。

附图说明

图1为本发明一实施例的阻抗调谐方法的流程图；

图2为步骤s12在史密斯圆图中确定负载阻抗点的示意图；

图3为本发明一实施例的阻抗调谐装置的结构示意图；

图4为本发明一实施例的确定模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种阻抗调谐方法，适用于射频系统，所述射频系统包括射频前端及负载，如图1所示，所述方法包括：

s11、检测所述射频系统当前状态的回程损耗及所述射频前端中功率放大器的总电流。

分别检测所述射频系统的前向(从射频前端到负载)功率及反向(从负载到射频前端)功率，两者之差的分贝值即为回程损耗，也称为回波损耗(returnloss，rl)，用来描述反射系数的幅度。

检测所述射频前端中功率放大器的总电流，包括静态电流和动态工作电流。

s12、基于所述回程损耗及功率放大器的总电流，确定当前状态的负载阻抗点。

在史密斯圆图上，回程损耗rl唯一对应一个反射系数圆，根据检测到的回程损耗确定其对应的反射系数圆；

由于射频前端中功率放大器在设计、调试阶段，需要测试功率放大器在不同负载阻抗时消耗的电流值，如果将电流值相同的点连成一条曲线，就可以得到功率放大器的总电流的负载牵引曲线，每条曲线上各点电流相同，负载阻抗不同。这些曲线在设计、调试阶段就已经确定，并预置在查找表中。根据检测到的功率放大器的总电流，可以从查找表中找到对应的负载牵引曲线，将对应的负载牵引曲线叠加到史密斯圆图上，与之前确定的反射系数圆产生至少一个交点。如果只有一个交点，确定所述交点为当前状态的负载阻抗点。

但大多数地，会产生两个交点，采用试探法从所述两个交点中确定当前状态的负载阻抗点。如图2所示，图中曲线0表示回程损耗为4.4db，反射系数幅度为0.6的反射系数圆，曲线1表示功率放大器总电流为350ma时的负载牵引曲线，曲线0与曲线1相交于a、b两点，其中的一个点必为当前状态的负载阻抗点，从这两个交点中确定当前状态的负载阻抗点，这样最多两步即可确定当前状态的负载阻抗。具体包括：先从所述两个交点中任选一交点，如a点，根据a点的阻抗产生对应的阻抗调谐控制信号，在该控制信号作用下，可调匹配网络输出匹配阻抗，检测此时的回程损耗；再选取另一交点，如b点，重复上述步骤，先根据b点的阻抗产生对应的阻抗调谐控制信号，在该控制信号作用下，可调匹配网络输出匹配阻抗，检测此时的回程损耗；将两种情况下的回程损耗进行比较，对应于较大回程损耗的交点即为当前状态的负载阻抗点。

可以看出，通过该方法确定负载阻抗点，避免了现有方法在史密斯圆图上遍历整个反射系数圆的耗时过程，节省大量时间。

特殊地，由于各种非理想因素的影响，功率放大器总电流的负载牵引曲线可能是非规则的、不平滑曲线，这时与所述反射系数圆可能不只两个交点，而是多个交点，此时需要采用相同的方法进行处理，根据所述多个交点的阻抗，分别生成所述多个交点的阻抗调谐控制信号；分别在所述多个交点的阻抗调谐控制信号作用下，输出多种匹配阻抗；分别检测所述多种匹配阻抗下的回程损耗；比较各回程损耗，确定对应于最大回程损耗的交点为当前状态的负载阻抗点。

另外，也可以依次从所述多个交点中任取一点，根据该点的阻抗生成该交点的阻抗调谐控制信号，在该阻抗调谐控制信号作用下，输出匹配阻抗，检测此时的回程损耗，如果回程损耗值大于预设的阈值，如13db，则认为该点即为当前状态的负载阻抗点，其余的点不需要再尝试。

s13、根据所述负载阻抗点的阻抗，生成所述负载阻抗点的阻抗调谐控制信号。

s14、在所述负载阻抗点的阻抗调谐控制信号作用下，输出匹配阻抗，即与所述负载阻抗相匹配的阻抗。

本发明实施例提供的阻抗调谐方法，通过检测回程损耗得到对应的反射系数圆，并结合射频前端中功率放大器的总电流的负载牵引曲线，在史密斯圆图上利用反射系数圆和负载牵引曲线的交点来快速、准确地确定负载阻抗，从而相应地产生控制信号，输出匹配阻抗。与现有技术相比，避免了遍历整个反射系数圆的耗时过程，能够提高阻抗调谐速度，同时对负载阻抗变化更加灵敏，匹配精度高。

本发明实施例还提供一种阻抗调谐装置，适用于射频系统，所述射频系统包括射频前端及负载，如图3所示，所述装置包括：

检测模块31，用于检测所述射频系统当前状态的回程损耗及所述射频前端中功率放大器的总电流；

确定模块32，用于基于所述回程损耗及功率放大器的总电流，确定当前状态的负载阻抗点；

控制模块33，用于根据所述负载阻抗点的阻抗，生成所述负载阻抗点的阻抗调谐控制信号；

可调匹配网络模块34，用于在所述负载阻抗点的阻抗调谐控制信号作用下，输出匹配阻抗。

所述检测模块31通过定向耦合器及功率检波器，可以检测所述射频系统的前向(从射频前端到负载)功率及反向(从负载到射频前端)功率，两者之差的分贝值即为回程损耗；所述检测模块31通过电流传感器检测所述射频前端中功率放大器的总电流，包括静态电流和动态工作电流。

可选地，如图4所示，所述确定模块32包括：

第一确定单元321，用于确定所述回程损耗在史密斯圆图上对应的反射系数圆；

叠加单元322，用于将所述功率放大器的总电流的负载牵引曲线叠加到史密斯圆图上，与所述反射系数圆产生至少一个交点；

第二确定单元323，用于当只有一个交点时，确定所述交点为当前状态的负载阻抗点。

进一步地，当有多个交点时，

所述控制模块33，还用于根据所述多个交点的阻抗，分别生成所述多个交点的阻抗调谐控制信号；

所述可调匹配网络模块34，还用于分别在所述多个交点的阻抗调谐控制信号作用下，输出多种匹配阻抗；

所述检测模块31，还用于分别检测所述多种匹配阻抗下的回程损耗；

所述第二确定单元323，还用于比较各回程损耗，确定对应于最大回程损耗的交点为当前状态的负载阻抗点。

本发明实施例提供的阻抗调谐装置，通过检测回程损耗得到对应的反射系数圆，并结合射频前端中功率放大器的总电流的负载牵引曲线，在史密斯圆图上利用反射系数圆和负载牵引曲线的交点来快速、准确地确定负载阻抗，从而相应地产生控制信号，驱动可调匹配网络模块改变拓扑结构或元件参数，输出匹配阻抗以实现动态匹配。与现有技术相比，避免了遍历整个反射系数圆的耗时过程，能够提高阻抗调谐速度，同时对负载阻抗变化更加灵敏，匹配精度高。

本发明实施例还提供一种移动终端，所述移动终端包括上述阻抗调谐装置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。