[发明专利]发射机环天线的自动调谐装置及基于该装置的调谐方法

说明书

本发明提供一种发射机环天线的自动调谐装置及基于该装置的调谐方法，其中，所述自动调谐装置包括可调节电容阵列、差分功率放大器和调谐控制装置；基于该装置的调谐方法包括以下步骤：预先设置参考电压；同步处理差分射频输入信号和差分射频输出信号；配置所述可调节电容阵列的电容值为中间值；采样差分射频输入信号和差分射频输出信号并进行IQ正交分频后再混频，滤除掉混频输出差分信号中的高频分量，获得混频差分直流电压，根据混频差分直流电压和参考电压进行差分射频输入信号和差分射频输出信号之间相位的超前比较和滞后比较，判断所述环天线是否处于谐振状态，并输出数字控制指令给所述可调节电容阵列，调节所述可调节电容阵列的电容大小。

技术领域

本发明涉及一种天线调谐领域，具体的说，涉及了一种发射机环天线的自动调谐装置及基于该装置的调谐方法。

背景技术

天线是在无线电收发系统中，向空间辐射或从空间接收电磁波的装置。其中环天线是短距离无线通信应用最多的一种天线，因为环天线只需将一根导线绕成一定形状或者在PCB板上布线成一定形状即可，如圆形，方形等。但环天线存在一些非理想因素，如电路板上的寄生参数效应和非一致性，人手或者其他金属物体靠近环天线等，都会导致环天线失谐，降低发射功率。所以需要一个自动调谐机制来保证天线的性能。

现有的自动调谐方案是利用接收链路的信号强度指示(RSST)来判断环天线是否失谐，通过一个反馈机制，调节匹配网络中的电容或电感，来实现环天线的调谐。这个方案在无线收发芯片中应用广泛。但在单发射频芯片中，为了实现天线自动调谐而专门再设计一个接收链路，这显然是不明智的。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种发射机环天线的自动调谐装置及基于该装置的调谐方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种发射机环天线的自动调谐装置，包括可调节电容阵列、差分功率放大器和调谐控制装置；

所述差分功率放大器与环天线连接，用于将差分射频输入信号进行放大处理后通过环天线向外辐射；

所述调谐控制装置分别连接所述差分功率放大器和所述可调节电容阵列，根据所述差分功率放大器的差分射频输入信号和差分射频输出信号的相位差判断所述环天线是否失谐，并输出数字控制指令给所述可调节电容阵列；

所述可调节电容阵列与所述环天线并联组成谐振电路，根据所述调谐控制装置的数字控制指令动态调节可调节电容阵列的电容等效值，实现对所述环天线的调谐。

基于上述，所述调谐控制装置包括输入取样分频电路、输出取样分频电路、开关混频电路、低通滤波电路、比较器和逻辑控制电路；

所述输入取样分频电路连接所述差分功率放大器的输入端，对差分射频输入信号采样并进行分频处理，获得两路IQ正交分频差分信号；

所述输出取样分频电路连接所述差分功率放大器的输出端，对差分射频输出信号采样并进行分频处理，获得两路IQ正交分频差分信号；

所述开关混频电路，分别连接所述输入取样分频电路和所述输出取样分频电路，提取差分射频输入信号的I路分频差分信号和差分射频输出信号的Q 路分频差分信号或者提取差分射频输入信号的Q路分频差分信号和差分射频输出信号的I路分频差分信号进行混频处理，获得混频输出差分信号；

所述低通滤波电路，与所述开关混频电路连接，用于滤除掉混频输出差分信号中的高频分量，获得混频差分直流电压；

所述比较器，与所述低通滤波电路连接，根据混频差分直流电压和参考电压进行差分射频输入信号和差分射频输出信号之间相位的超前比较和滞后比较；