CN104579407A - 无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无线通信装置，其包括天线、发射器、功率放大器、耦合器、检波器、调整单元及匹配电路，该发射器与功率放大器电性连接，该发射器用于根据当前无线通信装置的接收信号强度输出电压信号，以控制功率放大器的输出功率，该耦合器与功率放大器电性连接，用于按照预设的耦合系数耦合一定的功率至检波器，该检波器与调整单元电性连接，用于依据被耦合的功率输出控制电压进而改变调整单元的电路参数，使得该调整单元与匹配电路共同调整天线的阻抗。该无线通信装置可以有效地提高天线的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线通信装置，尤其涉及一种能提高低频段信号收发质量的无线通信装置。
背景技术
当前，无线通信装置的天线设计难点在于低频段带宽，例如对于低频段的GSM900系统而言，通常很难覆盖880-960MHz的带宽。并且，当无线通信装置处于弱场时，例如在地下室或者当使用者握持无线通信装置时，其接收信号强度（Received Signal Strength Indication，RSSI）的值会进一步降低，从而使天线收发的信号频率产生改变，即频偏效应。当频偏效应产生时，会导致无线通信装置出现弱场掉话等现象，严重影响通话质量。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种能提高低频段信号收发质量的无线通信装置。
一种无线通信装置，其包括天线、发射器、功率放大器、耦合器、检波器、调整单元及匹配电路，该发射器与功率放大器电性连接，该发射器用于根据当前无线通信装置的接收信号强度输出电压信号，以控制功率放大器的输出功率，该耦合器与功率放大器电性连接，用于按照预设的耦合系数耦合一定的功率至检波器，该检波器与调整单元电性连接，用于依据被耦合的功率输出控制电压进而改变调整单元的电路参数，使得该调整单元与匹配电路共同调整天线的阻抗。
一种无线通信装置，其包括天线、发射器、功率放大器、耦合器、检波器、调整单元及匹配电路，该发射器与功率放大器电性连接，该发射器用于根据当前无线通信装置的接收信号强度输出电压信号，以控制功率放大器的输出功率，该耦合器与功率放大器电性连接，用于按照预设的耦合系数耦合一定的功率至检波器以控制检波器输出直流电，该调整单元具有一初始电容值及一门限电压，当所述直流电的电压高于门限电压时，该调整单元的初始电容值上升，当所述直流电的电压低于门限电压时，该调整单元的初始电容值不变，该调整单元与匹配电路电性连接，用于共同调整天线的阻抗。
上述的无线通信装置的发射器根据当前的接收信号强度输出对应的电压信号，进而依据电压信号控制射频信号的功率。同时耦合器耦合一定的功率至检波器，使得检波器输出直流电以控制调整单元，并藉由该调整单元的电容值（初始电容值或改变后的电容值）与匹配电路共同调整天线的阻抗匹配，因此，即使在弱场环境时，天线的性能也会提升，从而提高无线通信装置在低频段的信号收发质量。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的无线通信装置的功能模块图。
图2是图1所示无线通信装置的检波器的电路图。
主要元件符号说明
| 无线通信装置 | 100 |
| 发射器 | 10 |
| 功率放大器 | 20 |
| 耦合器 | 30 |
| 检波器 | 40 |
| 二极管 | D |
| 电感 | L |
| 电阻 | R |
| 电容 | C |
| 滤波电容 | C1 |
| 天线开关 | 50 |
| 调整单元 | 60 |
| 匹配电路 | 70 |
| 天线 | 90 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的较佳实施例提供一种无线通信装置100，其可为手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑等。该无线通信装置100可工作于不同的系统，例如GSM850/900/1800/1900和WCDMA900/2100等。在本实施例中，以工作于低频段的GSM900系统的无线通信装置100为例加以介绍。
该无线通信装置100包括发射器10、功率放大器20、耦合器30、检波器40、天线开关50、调整单元60、匹配电路70及天线90。
该发射器10用于发射射频信号。此外，该发射器10还用于根据根据无线通信装置100当前的接收信号强度RSSI输出对应的电压信号Vramp。在本实施例中，该电压信号Vramp的电压与接收信号强度RSSI的值成反比。也就是说，该接收信号强度RSSI的值越低，该电压信号Vramp的电压越高。通常，当无线通信装置100处于强场环境，例如放置于桌面时，其接收信号强度RSSI的值较高；当无线通信装置100处于弱场环境，例如被用户的手握持时，其接收信号强度RSSI的值较低。
该功率放大器20与发射器10电性连接，用于接收并放大发射器10发射的射频信号。该功率放大器20对射频信号的放大倍数由电压信号Vramp的电压决定，即电压信号Vramp的电压越高，功率放大器20输出的射频信号的功率越高；电压信号Vramp的电压越低，功率放大器20输出的射频信号的功率越低。
该耦合器30电性连接于功率放大器20与天线开关50之间，其用于将功率放大器20放大后的射频信号传送至天线开关50。该耦合器30还与检波器40电性连接，其用于按照预设的耦合系数耦合一定功率的射频信号至检波器40。上述的耦合系数可以根据需要设定和调整，上述被耦合至检波器40的射频信号为交流电。
该检波器40用于将交流电转换为直流电，并通过该直流电控制调整单元60。请参阅图2，在本实施例中，该检波器40包括二极管D、电感L、电阻R及电容C。其中，该二极管D的阳极与电感L的一端与耦合器30电性连接，该二极管D的阴极与电阻R及电容C的一端电性连接，并共同与调整单元60电性连接，该电感L、电阻R及电容C并联。当输入检波器的交流电为正半周时，二极管D导通，电容C充电。其后，二极管D截止，电容C通过电阻R和电感L放电。通过选择合适的电阻R、电感L及电容C，使得电容C的充电速度大于放大速度。如此，电容C两端的电压可以保持在最大电压处，从而实现峰值检波，以便检波器40输出稳定的控制电压，在本实施例中，该检波器40输出稳定的直流电，该直流电的电压由被耦合至检波器40的射频信号的功率决定，当被耦合至检波器40的射频信号的功率越高，该直流电的电压越高；当被耦合至检波器40的射频信号的功率越低，该直流电的电压越低。
该天线开关50通过一滤波电容C1与匹配电路70电性连接，该匹配电路70与天线90电性连接。该天线开关50用于将射频信号通过匹配电路70传送至天线90。此外，该滤波电容C1还电性连接于检波器40与匹配电路70之间，以免检波器40输出的直流电损坏匹配电路70。
该调整单元60电性连接于检波器40与匹配电路70之间，该调整单元60用于在检波器40输出的直流电的控制下，与匹配电路70共同调整天线90的阻抗。在本实施例中，该调整单元60为一变容二极管（Varactor），其具有一初始电容值，且该初始电容值随外加的直流电的电压的变化而变化。该调整单元60具有一门限电压，当外加的直流电的电压高于门限电压时，该变容二极管的初始电容值升高；当外加的直流电的电压低于门限电压时，该变容二极管的初始电容值不变。通过调整匹配电路70的电路参数及调整单元60的初始电容值，可以使得天线90在预定频率范围内正常收发无线信号；通过改变（升高）调整单元60的初始电容值，可以使得天线90的收发频率适当往高频偏移。
下面分两种情况说明该无线通信装置100的使用方法。
第一，当无线通信装置100处于强场环境，例如放置于桌面或使用耳机通话时，其接收信号强度RSSI的值较高，此时该发射器10输出电压信号Vramp。由于该接收信号强度RSSI的值较高，故此时电压信号Vramp的电压较低。由于该电压信号Vramp的电压较低，使得功率放大器20输出的射频信号的功率较低，相应的，耦合器30耦合至检波器40的射频信号的功率也较低。此时，检波器40输出较低电压的直流电，该较低电压因低于调整单元60的门限电压而不足以改变调整单元60的初始电容值。此时，天线90的阻抗匹配由匹配电路70及调整单元60的初始电容值共同决定。需要说明的是，为确保上述的较低电压低于调整单元60的门限电压，选择合适的耦合器30及耦合系数是非常必要的。
另一方面，该发射器10发射射频信号，该射频信号经过功率放大器20放大后进入耦合器30，并经由天线开关50及匹配电路70后被天线90发射出去。
第二，当无线通信装置100处于弱场环境，例如被用户的手握持时，其接收信号强度RSSI的值较低并且频率往低频偏移，此时该发射器10输出电压信号Vramp。由于该接收信号强度RSSI的值较低，故此时电压信号Vramp的电压较高。由于该电压信号Vramp的电压较高，使得功率放大器20输出的射频信号的功率越高，相应的，耦合器30耦合至检波器40的射频信号的功率也较高。此时，检波器40输出较高电压的直流电，该较高电压因高于调整单元60的门限电压使得调整单元60的初始电容值升高。此时，天线90的阻抗匹配由调整单元60改变后的电容值及匹配电路70共同决定。
另一方面，该发射器10发射射频信号，该射频信号经过功率放大器20放大后进入耦合器30，并经由天线开关50、调整单元60及匹配电路70后被天线90发射出去。由于此时调整单元60的初始电容值升高，因此天线90的阻抗匹配得到适当调整，使得天线90的收发频率适当往高频偏移，从而改善因弱场环境带来的频偏效应。
由于接收信号强度RSSI的值通常是一个变化的过程，因此，电压信号Vramp、功率放大器20输出的射频信号的功率、耦合器30耦合至检波器40的射频信号的功率及检波器40输出的直流电的电压均是一个变化的过程。此时，调整单元60的电容值也相应的变化，从而实现对天线90的阻抗的动态匹配，以适应不同接收信号强度RSSI。
本发明的无线通信装置100的发射器10根据当前的接收信号强度RSSI输出对应的电压信号Vramp，进而依据电压信号Vramp控制射频信号的功率。同时耦合器30耦合一定的功率至检波器40，使得检波器40输出直流电以控制调整单元60，并藉由该调整单元60的电容值（初始电容值或改变后的电容值）与匹配电路70共同调整天线90的阻抗匹配，因此，即使在弱场环境时，天线90的性能也会提升，从而提高无线通信装置100在低频段的信号收发质量。
Claims (10)
1.一种无线通信装置，其包括天线，其特征在于：该无线通信装置还包括发射器、功率放大器、耦合器、检波器、调整单元及匹配电路，该发射器与功率放大器电性连接，该发射器用于根据当前无线通信装置的接收信号强度输出电压信号，以控制功率放大器的输出功率，该耦合器与功率放大器电性连接，用于按照预设的耦合系数耦合一定的功率至检波器，该检波器与调整单元电性连接，用于依据被耦合的功率输出控制电压进而改变调整单元的电路参数，使得该调整单元与匹配电路共同调整天线的阻抗。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：当所述接收信号强度的值越低，该电压信号的电压越高，功率放大器输出的功率越高；当所述接收信号强度的值越高，该电压信号的电压越低，功率放大器输出的功率越低。
3.如权利要求2所述的无线通信装置，其特征在于：所述检波器输出直流电，当所述被耦合至检波器的功率越高，该直流电的电压越高。
4.如权利要求3所述的无线通信装置，其特征在于：所述调整单元为变容二极管，其具有一初始电容值及一门限电压，当所述直流电的电压高于门限电压时，该变容二极管的初始电容值上升；当所述直流电的电压低于门限电压时，该变容二极管的初始电容值不变。
5.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：所述检波器包括二极管、电感、电阻及电容，该二极管的阳极与电感的一端与耦合器电性连接，该二极管的阴极与电阻及电容的一端电性连接，并共同与调整单元电性连接，该电感、电阻及电容并联。
6.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置还包括天线开关，所述天线开关与耦合器电性连接，且该天线开关通过一滤波电容与匹配电路电性连接。
7.一种无线通信装置，其包括天线，其特征在于：该无线通信装置还包括发射器、功率放大器、耦合器、检波器、调整单元及匹配电路，该发射器与功率放大器电性连接，该发射器用于根据当前无线通信装置的接收信号强度输出电压信号，以控制功率放大器的输出功率，该耦合器与功率放大器电性连接，用于按照预设的耦合系数耦合一定的功率至检波器以控制检波器输出直流电，该调整单元具有一初始电容值及一门限电压，当所述直流电的电压高于门限电压时，该调整单元的初始电容值上升，当所述直流电的电压低于门限电压时，该调整单元的初始电容值不变，该调整单元与匹配电路电性连接，用于共同调整天线的阻抗。
8.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：当所述接收信号强度的值越低，该电压信号的电压越高，功率放大器输出的功率越高，被耦合至检波器的功率越高，直流电的电压越高；当所述接收信号强度的值越高，该电压信号的电压越低，功率放大器输出的功率越低，被耦合至检波器的功率越低，直流电的电压越低。
9.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：所述调整单元为变容二极管。
10.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：所述检波器包括二极管、电感、电阻及电容，该二极管的阳极与电感的一端与耦合器电性连接，该二极管的阴极与电阻及电容的一端电性连接，并共同与调整单元电性连接，该电感、电阻及电容并联。
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