一种用于无线模组的射频功率校准方法与流程

本发明涉及无线通信传输与射频功率放大器，特别是涉及一种用于无线模组的射频功率校准方法。

背景技术：

1、发射功率校准是无线模组射频测试中的基础环节，用于保证射频指标符合辐射规范，并维持发射链路的线性度，现有测试通常采用脉冲射频信号驱动射频功率放大器，通过定向耦合器和检波二极管采集反映发射功率的检波电压，再与目标功率基准电压进行比较，并通过闭环迭代调整基带功率控制字，由于半导体活性区存在固有热阻，晶体管在射频脉冲发射期间伴随较大的瞬态功耗，结温可在数十微秒内快速升高，进而引起载流子迁移率下降，使射频功率放大器在脉冲平顶期出现明显的动态增益衰减。

2、为减小脉冲内动态增益下垂对采样电平的影响，现有测试通常将脉冲驻留时间延长至数毫秒，待功率放大器芯片达到局部热平衡后再采集检波电压，这种方式会增加各频点和各功率台阶的测量等待时间，降低测试效率，同时，连续脉冲发射还会使射频前端印制电路板持续积热，造成环境基底温度漂移，影响校准基准的稳定性，若缩短脉冲宽度，并在脉冲平顶期的固定时刻进行单点检波，采样值又会包含尚未消退的瞬态热衰减分量，此时，基带处理单元容易将结温升高引起的动态增益压缩判断为射频功率放大器静态本征增益不足，从而过度上调基带功率控制字，导致无线模组在实际突发通信发射的前沿出现功率过冲，并使邻道泄漏恶化。

3、因此，在保持短脉冲快速测试周期的同时，如何有效区分晶体管瞬态自热衰减与静态射频本征增益，避免单点检波偏差造成基带功率控制字过度补偿，成为本发明所要解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决背景技术中的问题，本发明提供如下技术方案：一种用于无线模组的射频功率校准方法，包括以下步骤：

2、步骤s1，获取射频功率放大器的初始基底温度，基带处理单元输出初始前馈功率控制字以控制发射校准射频脉冲信号；

3、步骤s2，在校准射频脉冲信号平顶期内，分别于第一采样时刻和第二采样时刻采集第一检波电压与第二检波电压，并同步采集集电极偏置供电引脚处的第一供电电压与第二供电电压；

4、步骤s3，依据第一供电电压与第二供电电压的压差及预设供电推压灵敏度系数计算寄生电气压降，由第一检波电压与第二检波电压的差值扣除寄生电气压降后除以两采样时刻的时间差，计算纯热诱导增益衰减率；依据纯热诱导增益衰减率、第一检波电压及第一采样时刻相对于校准射频脉冲信号上升沿达到峰值幅度50%处的发射基准时刻的时间差，计算基准等效检波电压；

5、步骤s4，计算基准等效检波电压与预设目标功率基准电压的偏差量；当偏差量超出预设收敛容限窗口时，在首次迭代中依据预设检波灵敏度斜率计算控制字步进修正量，在后续迭代中依据相邻两次迭代的基准等效检波电压差与前馈功率控制字差更新局部敏感度斜率，利用局部敏感度斜率修正前馈功率控制字并循环，直至偏差量落入预设收敛容限窗口；当偏差量落入预设收敛容限窗口时，将当前前馈功率控制字作为最终控制字，并将最终控制字、纯热诱导增益衰减率与初始基底温度关联存储于非易失性存储介质。

6、优选的，步骤s3中计算基准等效检波电压包括子步骤s31，将纯热诱导增益衰减率与时间差相乘得到温升补偿电压并叠加至第一检波电压中；步骤s4包括子步骤s41，计算预设目标功率基准电压与当前迭代基准等效检波电压的差值，除以局部敏感度斜率后经四舍五入取整得到控制字步进修正量，累加至当前迭代前馈功率控制字以生成下一次迭代更新后的前馈功率控制字。

7、优选的，步骤s2包括子步骤s21，将第一采样时刻配置为滞后于校准射频脉冲信号发射基准时刻，且等待时间大于射频功率放大器偏置供电网络中去耦电容放电对应的电气建立时间常数；将第一采样时刻配置为滞后于平顶期起始边缘大于或等于10μs，且第一采样时刻与第二采样时刻之间的时间差处于20μs至80μs范围内。

8、优选的，步骤s2还包括子步骤s22，在校准射频脉冲信号的平顶期内处于第一采样时刻和第二采样时刻之间的时间中点设置第三采样时刻，采集第三检波电压；步骤s3还包括子步骤s32，计算由第一检波电压与第二检波电压求取的平均电压值与第三检波电压之间的二阶曲率偏差量；当二阶曲率偏差量超出线性判定阈值时，确定二次热衰减补偿因子，并在计算基准等效检波电压时叠加由二次热衰减补偿因子与时间差的平方相乘确定的二次补偿项，以消除饱和工作状态下晶体管热阻热容非线性引起的增益下垂弯曲误差。

9、优选的，步骤s1中初始基底温度通过设于射频功率放大器侧旁的热敏电阻感测获取；校准方法在步骤s3计算纯热诱导增益衰减率之前还包括子步骤s33，获取当前初始基底温度相对于出厂标定基准温度的温差，依据标定的检波二极管暗电压温漂斜率计算静态电平漂移量，从实测的第一检波电压与第二检波电压中分别扣除静态电平漂移量，以消除外部检波二极管随温度变化产生的直流零点电平偏移。

10、优选的，步骤s1还包括子步骤s11，在目标工作频段内的多个离散频点分别标定功率控制参数，获取各离散频点对应的最终控制字与纯热诱导增益衰减率；比对各离散频点之间的纯热诱导增益衰减率；当特定离散频点的纯热诱导增益衰减率超出同功率档位下基准均值的预设偏差阈值时，判定该离散频点处于射频阻抗失配状态，输出偏置调整指令将射频功率放大器的可编程静态偏置电流下调一级，并在下调后再次标定以更新最终控制字。

11、优选的，步骤s4还包括子步骤s42，在无线模组处于突发数据帧发射状态时，调用存储于非易失性存储介质中的最终控制字配置发射功率，并读取关联存储的纯热诱导增益衰减率；根据当前传输业务的调制编码方式获取对应的调制峰均比折算系数，将纯热诱导增益衰减率乘以调制峰均比折算系数以生成调制发射预倾斜斜率；在突发数据帧发射时隙内叠加随时间依调制发射预倾斜斜率线性递增的基带增益数字预倾斜补偿序列，以抵消射频功率放大器在突发发射期间因结温攀升产生的脉内增益衰减。

12、优选的，步骤s3还包括子步骤s34，当目标输出功率处于放大器小信号线性区时，实测的第一检波电压与第二检波电压差值等于零，计算所得纯热诱导增益衰减率为零，计算得到的基准等效检波电压等于第一检波电压，且两次连续发射校准射频脉冲信号之间的冷却间隔时长等于基底恢复延迟时间。

13、优选的，步骤s4中关联存储包括子步骤s43，将最终控制字、纯热诱导增益衰减率、初始基底温度、供电推压灵敏度系数以及对应的目标工作频点组合为射频功率校准映射表项写入非易失性存储介质，以供无线模组在发射不同频段信号时调用配置。

14、本发明有益效果为：

15、1、在无线模组的射频功率校准中，通过对射频脉冲平顶期内的检波电压变化进行处理，得到纯热诱导增益衰减率和基准等效检波电压，可以减少射频功率放大器瞬态自热对功率校准结果的影响，使校准结果更接近射频功率放大器的静态本征增益，由此可避免基带处理单元因瞬态增益衰减而过度上调前馈功率控制字，减小无线模组突发发射前沿的功率过冲以及由此带来的邻道泄漏恶化。

16、2、通过同步考虑射频功率放大器偏置供电电压的变化，并利用供电推压灵敏度系数扣除供电变化对检波电压的影响，可以降低偏置供电网络瞬态压降对纯热诱导增益衰减率计算结果的干扰，使短脉冲校准更准确地反映射频功率放大器自身的热衰减情况，从而提高功率校准的准确性，并使不同发射链路的偏置标定保持较好的一致性。

17、3、通过局部敏感度斜率随迭代过程更新前馈功率控制字的修正幅度，使射频功率放大器进入非线性增益压缩区后仍能够根据实际响应调整校准步进，减少固定修正参数造成的迭代迟滞和振荡，同时，根据纯热诱导增益衰减率确定相邻校准射频脉冲之间的冷却间隔，可以减小前一次脉冲残留热量对后一次校准的影响，使闭环校准过程更加稳定地收敛。