专利名称：一种大功率射频系统和射频发射方法
技术领域：
本发明涉及一种大功率射频系统和射频发射方法，尤其涉及一种在低温条件下工 作的大功率射频系统和射频发射方法。
背景技术：
现在，可靠稳定的通信越来越成为制约人们在在低温条件下生活和作业的瓶颈， 例如边远的高寒地区、铁路沿线、野外作业等环境。比如，在中国的东北地区或者俄罗斯远东地区等地方，甚至出现-40摄氏度的极 低温度。目前，在GSM的无线通信领域里面，很多终端仪器设备的工作温度都限制在-25摄 氏度以上，再低的温度情况下工作就会出现异常。特别是在射频大功率的发射和接收状态， 更容易出现一些不稳定因素，比如功率大幅衰减，频率误差和相位误差超标等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种在低温条件下能够可靠工作的大功率射频系 统和射频发射方法。对此，本发明首先提供一种大功率射频系统，包括射频信号收发单元，用于输出或接受射频功率信号；天线，用于发射或接收无线射频信号；天线开关，耦合于所述射频信号收发单元和天线之间；天线开关控制单元，用于控制所述天线开关动作；中央控制单元，用于分别控制和射频信号收发单元和天线开关控制单元；以及数据采集单元，用于分别采集所述天线输出的无线射频信号和环境温度，并转化 为相应的电信号传送给所述中央控制单元。相应的，本发明还提供一种大功率射频发射方法，包括如下步骤温度检测步骤检测环境温度，并判断该环境温度是否低于一个预设的温度阈值； 如果低于，则输出功率检测步骤检测天线输出的射频信号的功率是否小于预期的功率值，如 果小于，则补偿步骤调整所述天线输出的射频信号的宽度，进行相应的补偿。一股来说，除了射频信号收发单元的正常工作的环境温度的要求较高外，诸如中 央控制单元、数据采集单元等部分，其工作的温度范围较广，能够适应较低的温度。通过上 述技术方案，根据对环境温度和输出的射频信号的监视，如果出现在低温情况下的输出异 常，则可以对输出进行相应的补偿，使得其能够满足预先设定的输出指标要求。在采用上述技术方案的实施例中，能够在-40摄氏度的条件下输出符合指标的无 线电信号。优选的，所述数据采集单元包括
温度检测模块，用于检测环境温度，并转化为相应的电信号；检波模块，与所述天线相耦合，用于检测所述天线输出的无线射频信号；以及ADC (模_数转换)，分别将由所述温度检测模块和检波模块输入的模拟电信号转 化为数字电信号，并传送给相应的中央控制单元。优选的，所述天线输出的为GSM无线信号，功率大于2瓦特。进一步的，所述天线输出的为GSM无线信号，功率大于8瓦特。优选的，所述数据采集单元检测所述天线输出的无线射频信号功率及波形。优选的，所述温度阈值设为_6摄氏度。优选的，所述补偿步骤中，根据经验数据，加宽所述天线输出的射频信号的宽度。
图1是本发明的大功率射频系统一种实施例的结构示意图；图2是本发明的大功率射频系统另一种实施例的部分结构示意图；图3是本发明的大功率射频系统另一种实施例的射频信号输出、输入示意图；图4是本发明的补偿原理示意图；图5是本发明的大功率射频发射方法的一种实施例的流程图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明如图1所示，一种大功率射频系统，包括射频信号收发单元300，用于输出或接受 射频功率信号；天线600，用于发射或接收无线射频信号；天线开关500，耦合于所述射频信 号收发单元300和天线600之间；天线开关控制单元400，用于控制所述天线开关500动作； 中央控制单元200，用于分别控制和射频信号收发单元300和天线开关控制单元400 ；以及 数据采集单元100，用于分别采集所述天线600输出的无线射频信号和环境温度，并转化为 相应的电信号传送给所述中央控制单元200。其中，为了提高数据传输的效率，数据采集单元100采用专门的数据接 口与所述中央控制单元200连接，发送动作并触发中断。中央控制单元200采用 DMA(DirectMemoryAccess)方式进行自动数据读取，并按照优先级别处理数据，并实时通过 补偿机制控制天线输出。如图2所示，所述数据采集单元100包括温度检测模块110，用于检测环境温度， 并转化为相应的电信号；检波模块130，与所述天线600相耦合，用于检测所述天线600输 出的无线射频信号；以及ADC120，分别将由所述温度检测模块110和检波模块130输入的 模拟电信号转化为数字电信号，并传送给相应的中央控制单元200。如图3所示，在超低温下的工作环境，控制信号传输的损失和延时是最大的问题。 如何在确保GSM通信协议完整的情况下，来进行控制天线开关500的时序，以满足低温工作 非常重要。补偿的方式可以控制输出信号的宽度进行。结合图4，必须确保GSM每一帧中T2的发送时间完整性，否则必定会引起射频发射 的相关系列问题。所以，有条件地调整Tl时长是其中一个重要手段。设定温度变化是At，实验证明当温度变化到_6°C以后，控制信号会开始有变化，
4所以，我们设定的温度阈值为_6°C。在低于温度阈值的环境下，设定天线的输出的无线电信号，其期望的功率为P，而 实际测试的功率为P0，那么当功率检测PO < P的时候，我们是必须要进行输出进行补偿。设计输出的脉宽进行补偿为TO。则TO采用由实际的测试数据经过加权平均得出 的一个经验数值表，最后我们得到实际的输出T = T2+T0，(当 PO <P 成立)这样我们就可以实现由参考监测功率和参考环境温度而得到的控制补偿数据。如图5所示，一种大功率射频发射方法，包括如下步骤温度检测步骤检测环境温度，并判断该环境温度是否低于一个预设的温度阈值； 如果低于，则输出功率检测步骤检测天线输出的射频信号的功率是否小于预期的功率值， 如果小于，则补偿步骤调整所述天线输出的射频信号的宽度，进行相应的补偿。其中，所述温度阈值设为_6摄氏度。在所述补偿步骤中，根据经验数据，加宽所述天线输出的射频信号的宽度。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
权利要求
一种大功率射频系统，其特征在于，包括射频信号收发单元(300)，用于输出或接受射频功率信号；天线(600)，用于发射或接收无线射频信号；天线开关(500)，耦合于所述射频信号收发单元(300)和天线(600)之间；天线开关控制单元(400)，用于控制所述天线开关(500)动作；中央控制单元(200)，用于分别控制和射频信号收发单元(300)和天线开关控制单元(400)；以及数据采集单元(100)，用于分别采集所述天线(600)输出的无线射频信号和环境温度，并转化为相应的电信号传送给所述中央控制单元(200)。
2.如权利要求1所述的大功率射频系统，其特征在于，所述数据采集单元(100)包括 温度检测模块(110)，用于检测环境温度，并转化为相应的电信号；检波模块(130)，与所述天线(600)相耦合，用于检测所述天线(600)输出的无线射频 信号；以及ADC(120)，分别将由所述温度检测模块(110)和检波模块(130)输入的模拟电信号转 化为数字电信号，并传送给相应的中央控制单元(200)。
3.如权利要求1或2所述的大功率射频系统，其特征在于，所述天线(600)输出的为 GSM无线信号，功率大于2瓦特。
4.如权利要求3所述的大功率射频系统，其特征在于，所述天线(600)输出的为GSM无 线信号，功率大于8瓦特。
5.如权利要求1或2所述的大功率射频系统，其特征在于，所述数据采集单元(100)检 测所述天线(600)输出的无线射频信号功率及波形。
6.一种大功率射频发射方法，其特征在于，包括如下步骤温度检测步骤检测环境温度，并判断该环境温度是否低于一个预设的温度阈值；如 果低于，则输出功率检测步骤检测天线输出的射频信号的功率是否小于预期的功率值，如果小 于，则补偿步骤调整所述天线输出的射频信号的宽度，进行相应的补偿。
7.如权利要求6所述的大功率射频发射方法，其特征在于，所述温度阈值设为_6摄氏度。
8.如权利要求6或7所述的大功率射频发射方法，其特征在于，所述补偿步骤中，根据 经验数据，加宽所述天线输出的射频信号的宽度。
全文摘要
本发明涉及一种大功率射频系统和射频发射方法。一种大功率射频系统，包括射频信号收发单元(300)，用于输出或接受射频功率信号；天线(600)，用于发射或接收无线射频信号；天线开关(500)，耦合于所述射频信号收发单元(300)和天线(600)之间；天线开关控制单元(400)，用于控制所述天线开关(500)动作；中央控制单元(200)，用于分别控制射频信号收发单元(300)和天线开关控制单元(400)；以及数据采集单元(100)，用于分别采集所述天线(600)输出的无线射频信号和环境温度，并转化为相应的电信号传送给所述中央控制单元(200)。
文档编号H04B1/40GK101873149SQ20101021138
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者刘香山 申请人:深圳市桑达无线通讯技术有限公司