專利名稱：有源天線終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及移動通信領域，特別是涉及一種有源天線終端。
背景技術：
隨著移動通信的分布式天線系統(tǒng)的不斷發(fā)展，高集成度、小型化的有源天線終端已經成為室內分布式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。目前的有源天線終端中的射頻收發(fā)機多采用超外差(Super Heterodyne)結構。超外差體系結構由于有兩個或以上變頻級，直流偏差和本振泄漏等問題不會影響接收機的性能。但鏡像干擾抑制濾波器和信道選擇濾波器均為高Q值帶通濾波器，它們只能在片外實現(xiàn)，從而增大了接收機的成本和尺寸。目前，要利用集成電路制造工藝將這兩個濾波器與其它射頻電路一起集成在一塊芯片上存在很大的困難。因此，超外差接收機的單片集成因受到工藝技術方面的限制而難以實現(xiàn)。零中頻(Zero Intermediate Frequency)接收機可以實現(xiàn)單片集成,它不需要片外高Q值帶通濾波器。由于不存在鏡像頻率干擾，原超外差結構中的鏡像抑制濾波器及中頻濾波器均可省略。這樣一方面取消了外部元件，有利于系統(tǒng)的單片集成，降低成本。另一方面系統(tǒng)所需的電路模塊及外部節(jié)點數(shù)減少，降低了接收機所需的功耗并減少射頻信號受外部干擾的機會。此結構也存在著本振泄漏、I/Q失配等問題，因此有效地解決這些問題是保證此結構正確實現(xiàn)的前提。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種高集成度、小型化有源天線終端。本實用新型的目的通過下述技術方案來實現(xiàn):一種有源天線終端，包括發(fā)射機模塊和接收機模塊，其中，所述發(fā)射機模塊中，第一基帶單元I路輸出端依次連接I/Q校準單元、第一數(shù)模轉化器、第一低通濾波器、第一可調增益放大器、本振校準單元、第一正交混頻器，第一基帶單元Q路輸出端依次連接I/Q校準單元、第二數(shù)模轉化器、第二低通濾波器、第二可調增益放大器、本振校準單元、第一正交混頻器，第一本振器接入第一正交混頻器，第一正交混頻器的輸出端再依次連接第一功率放大器、第一天線單元，第一正交混頻器的輸出端還連接所述接收機模塊中的第二正交混頻器的輸入端；所述接收機模塊中，第二天線單元依次連接第一低噪聲放大器、第二正交混頻器，第二本振器接入第二正交混頻器，第二正交混頻器的I路輸出端依次連接第三可調增益放大器、第三低通濾波器、第一模數(shù)轉換器、第二基帶單元，第二正交混頻器的Q路輸出端依次連接第四可調增益放大器、第四低通濾波器、第二模數(shù)轉換器、第二基帶單元。在其中一個實施例中，本振校準單元包括為接入發(fā)射機模塊的I路的第三數(shù)模轉化器和接入發(fā)射機模塊的Q路的第四數(shù)模轉化器。在其中一個實施例中，所述第一基帶單元和第二基帶單元為同一個或獨立的兩個。在其中一個實施例中，所述第一本振器和所述第二本振器為同一個或獨立的兩個。上述有源天線終端，是采用零中頻結構的收發(fā)機的有源天線終端，相比于采用超外差結構收發(fā)機的有源天線終端，發(fā)射機模塊或接收機模塊僅需一個本地振蕩器，不需要鏡像抑制濾波器和抗混疊濾波器，結構簡單，實現(xiàn)所需元件數(shù)量少，易于單片實現(xiàn)，便于產品的小型化，同時大幅降低成本；采用本振校準單元和I/Q校準單元可有效降低本振泄露和I/Q失配的影響；大部分信號處理在較低的速率上，系統(tǒng)功耗低；采用此結構，增益分配可使射頻放大量適中，弓丨入噪聲較低。

圖1是本實用新型的有源天線終端實施例的結構示意圖；圖2是圖1中本振校準單元的工作流程圖；圖3是圖1中I/Q校準單元的幅度校準流程圖；圖4是圖1中I/Q校準單元的相位校準流程圖。其中，1-第一基帶單元，2-1/Q校準單元，3-第一數(shù)模轉化器，4-第一低通濾波器，
5-第一可調增益放大器，6-本振校準單元，7-第一正交混頻，8-第二數(shù)模轉化器，9-第二低通濾波器，10-第二可調增益放大器，11-第一本振器，12-第一功率放大器，13-第一天線單元，14-第二天線單元，15-第一低噪聲放大器，16-第二正交混頻器，17-第二本振器，18-第三可調增益放大器，19-第三低通濾波器，20-第一模數(shù)轉換器，21-第二基帶單元，22-第四可調增益放大器，23-第四低通濾波器，24-第二模數(shù)轉換器，25-第三模數(shù)轉換器，26-第四模數(shù)轉換器。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細闡述，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例參見圖1所示，是本實用新型的有源天線終端實施例的結構示意圖，其包括發(fā)射機模塊A和接收機模塊B，其中，所述發(fā)射機模塊A中，第一基帶單元I的I路輸出端依次連接I/Q校準單元2、第一數(shù)模轉化器3、第一低通濾波器4、第一可調增益放大器5、本振校準單元6、第一正交混頻器7，第一基帶單元I的Q路輸出端依次連接I/Q校準單元2、第二數(shù)模轉化器8、第二低通濾波器9、第二可調增益放大器10、本振校準單元6、第一正交混頻器7，第一本振器11接入第一正交混頻器7，第一正交混頻器7的輸出端再依次連接第一功率放大器12、第一天線單元13，第一正交混頻器7的輸出端還連接接收機模塊B中的第二正交混頻器16的輸入端；接收機模塊中，第二天線單元14依次連接第一低噪聲放大器15、第二正交混頻器16的輸入端，第二本振器17接入第二正交混頻器16，第二正交混頻器16的I路輸出端依次連接第三可調增益放大器18、第三低通濾波器19、第一模數(shù)轉換器20、第二基帶單元21，第二正交混頻器的Q路輸出端依次連接第四可調增益放大器22、第四低通濾波器23、第二模數(shù)轉換器24、第二基帶單元21。在具體工作時，第一基帶單元I輸出I路信號、Q路信號，這兩路信號傳輸?shù)絀/Q校準單元2后，將其中一路的信號預失真處理后，兩路信號再經對應的數(shù)模轉換器，將數(shù)字信號變?yōu)槟M信號，通過對應的低通濾波器濾波和對應的可變增益放大器后，進行本振泄露校準，再通過第一正交混頻器7合路上變頻到射頻信號，經第一功率放大器12放大后通過第一天線單元13發(fā)射。接收機中的射頻信號由第二天線單元14經第一低噪聲放大器15放大后通過第二正交混頻器16下變頻為正交的I路、Q路兩路零中頻信號，再分別經過對應的可增益放大器、對應的低通濾波器后，由對應的模數(shù)轉換器轉換為數(shù)字基帶信號，到第二基帶單元21中進行處理。上述本實施例中的有源天線終端，其本振校準單元6可以包括接入發(fā)射機模塊A的I路的第三數(shù)模轉化器25和接入發(fā)射機模塊A的Q路的第四數(shù)模轉化器26，第三數(shù)模轉化器25和第四數(shù)模轉化器26都可以以一定的步進單位配置輸出電流，下面詳細介紹一下這兩個數(shù)模轉化器實現(xiàn)本振泄露校準的流程。首先定義一個變量——ERF1，用來量度經過本振泄露且經本振泄露校準之后的信號與原信號的差異，它的最大值為未經過校準的受本振泄露影響后信號與原信號的差值，最小值為零，即經過校準后完全消除本振泄露的影響。參見圖2所示，是本振校準流程的一個較佳實施方式，但具體實施方式
不限于此。進入校準流程后，首先數(shù)字基帶單元發(fā)射一個半量程(相對于主路數(shù)模轉化器而言)的直流信號，然后將最佳ERFl設置為最大值，接著進入I路的DAC (也就是第三數(shù)模轉換器)配置，首先將I路的DAC設置為最大輸出，Q路的DAC (也就是第四數(shù)模轉換器)設置為中間值，測量ERFl值并與最佳ERFl (初始化時設置為最大值)比較，判斷是否比最佳ERFl值更好，若否則將I路的DAC配置減小一個步進單位，若是則將最佳ERFl值更新為當前測量值，將I路的DAC配置更新為當前配置值后再將配置減小一個步進單位，判斷I路的DAC配置是否已到達最小值，否則繼續(xù)測量ERF1，與最佳ERFl比較，執(zhí)行以上循環(huán)，是則退出I路的DAC的配置，得到I路的DAC最佳配置值并固定此配置值，然后進入，Q路的DAC配置流程，先將，Q路的DAC設置為最大輸出，再進入相同的循環(huán)，找到最佳，Q路的DAC配置值，本振泄露校準完成。下面再詳細介紹一下I/Q校準單元2的工作原理及流程。I/Q校準是通過測量發(fā)射機模塊A中的第一正交混頻器7回環(huán)到接收機模塊B的第二正交混頻器下變頻及數(shù)模轉換到第二數(shù)字基帶21的信號與原信號的差異，對原信號任意一路(I路或者Q路)進行預失真，以補償正交混頻器帶來的I路、Q路幅度和相位不平衡。幅度和相位補償范圍可自定義，例如，幅度補償為±ldB，相位補償為±1°，首先定義一個變量——ERF2，用來量度與原/[目號之間的差異。以將I路信號預失真為例來闡述I/Q校準流程，參見圖3所示，是I路信號的幅度相位校準流程。首先由第一數(shù)字基帶單元I發(fā)射一個半量程(相對于流經第一數(shù)模轉換器的信號而言)的直流信號進入I路信號的幅度校準流程，然后將I路通道幅度補償值設置為最大值，即未經過校準的受本振泄露影響后I路信號與原I路信號的幅度差值，并將I路通道的相位補償設置為零，測量ERF2值并保存，將當前的ERF2值設置為最佳ERF2值，且將此時的幅度補償設置為最佳幅度補償，然后將幅度補償減小一個步進單位，測量ERF2值并保存，并與最佳ERF2 (初始化時設置為最大值)比較，判斷是否比最佳ERF2值更好，若否則判斷I路幅度補償是否已到達最小值，若是則將最佳ERF2值更新為當前測量值再判斷I路幅度補償是否已到達最小值，若判斷I路幅度補償是否已到達最小值的判定結果為否則將幅度補償減小一個步進單位后，則繼續(xù)測量ERF2，與最佳ERF2比較，執(zhí)行以上循環(huán)，是則得到I路幅度補償?shù)淖罴阎?，然后進入I路的相位校準流程。參見圖4所示，是I路信號的相位校準流程。首先將I路相位補償設置為最大值，測量ERF2值并保存，將當前的ERF2值設置為最佳ERF2值，且將預設相位補償設為最佳相位補償，相位補償減小一個步進單位，并與最佳ERF2(初始化時設置為最大值)比較，判斷是否比最佳ERF2值更好，若否則判斷I路相位補償是否已到達最小值，若是則將最佳ERF2值更新為當前測量值再判斷I路相位補償是否已到達最小值，若判斷I路相位補償是否已到達最小值的判定結果為否則將相位補償減小一個步進單位后，則繼續(xù)測量ERF2，與最佳ERF2比較，執(zhí)行以上循環(huán)，是則得到I路相位補償?shù)淖罴阎担酱送瓿闪?I路信號的校準流程，即完成了對I路信號預失真處理。上述本實施例中的有源天線終端，第一基帶單元I和第二基帶單元21可以為同一個或獨立的兩個，第一本振器11和第二本振器17可以為同一個或獨立的兩個，第一天線單元13和第二天線單元14也可以為同一個或獨立的兩個。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種有源天線終端，其特征在于，包括發(fā)射機模塊和接收機模塊，其中， 所述發(fā)射機模塊中，第一基帶單元I路輸出端依次連接I/Q校準單元、第一數(shù)模轉化器、第一低通濾波器、第一可調增益放大器、本振校準單元、第一正交混頻器，第一基帶單元Q路輸出端依次連接I/Q校準單元、第二數(shù)模轉化器、第二低通濾波器、第二可調增益放大器、本振校準單元、第一正交混頻器，第一本振器接入第一正交混頻器，第一正交混頻器的輸出端再依次連接第一功率放大器、第一天線單元，第一正交混頻器的輸出端還連接所述接收機模塊中的第二正交混頻器的輸入端； 所述接收機模塊中，第二天線單元依次連接第一低噪聲放大器、第二正交混頻器，第二本振器接入第二正交混頻器，第二正交混頻器的I路輸出端依次連接第三可調增益放大器、第三低通濾波器、第一模數(shù)轉換器、第二基帶單元，第二正交混頻器的Q路輸出端依次連接第四可調增益放大器、第四低通濾波器、第二模數(shù)轉換器、第二基帶單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的有源天線終端，其特征在于，所述本振校準單元包括為接入發(fā)射機模塊的I路的第三數(shù)模轉化器和接入發(fā)射機模塊的Q路的第四數(shù)模轉化器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的有源天線終端，其特征在于，所述第一基帶單元和第二基帶單元為同一個或獨立的兩個。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的有源天線終端，其特征在于，所述第一本振器和所述第二本振器為同一個或獨立的兩個。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的有源天線終端，其特征在于，所述第一天線單元和所述第二天線單元為同一個或獨立的兩個。
專利摘要本實用新型提供一種有源天線終端，其采用零中頻結構的收發(fā)機，結構簡單，實現(xiàn)所需元件數(shù)量少，易于單片實現(xiàn)，便于產品的小型化，同時大幅降低成本；包括本振校準單元和I/Q校準單元，可有效降低本振泄露和I/Q失配的影響；大部分信號處理在較低的速率上，系統(tǒng)功耗低；采用此結構，增益分配可使射頻放大量適中，引入噪聲較低。
文檔編號H04B1/30GK202918282SQ201220407728
公開日2013年5月1日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權日2012年8月16日
發(fā)明者李翔 申請人:京信通信系統(tǒng)(廣州)有限公司