一種線性功率放大方法及其裝置的製作方法
2023-10-17 21:27:59 1
專利名稱：一種線性功率放大方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及線性功率放大技術領域，具體涉及將包絡預失真和前饋式放大器相結合的線性放大方法及其裝置。
隨著全球通訊業務的發展，通訊頻譜資源變得越來越擁擠。為了更加有效地利用頻譜資源，許多通信系統都採用頻譜利用率較高的調製方式，例如QPSK(四相移鍵控)、8PSK(八相移鍵控)等等。這些調製方式不僅對載波的相位進行調製，同時也調製了載波的幅度，因此這些調製方式會產生有較大的峰平比的非恆包絡調製信號。而對於GMSK(Gaussian Minimum Shift Frequency Keying，高斯濾波最小移頻鍵控)這樣的恆包絡調製，如果使用了多載波技術，利用信號組合器將多個載波的信號組合成一個寬帶信號，也會產生較大的包絡起伏。較大的峰平比對射頻發射機的放大器提出了很高的線性要求。這是因為功率放大器在大信號下具有不可避免的的非線性特性，會產生嚴重的互調分量及頻譜洩漏，帶來信號間的相互幹擾，影響通訊的質量及降低通訊系統的容量。
如何提高系統的線性度是通信系統期待解決的一個共同問題。為了解決線性度的問題，可以採用兩種方法第一種方法是將整個發射通道進行功率回退，使發射通道工作在線性區，這種方法大大降低了系統的工作效率，增加了基站設備的成本；第二種方法是採用線性化技術，即採用適當的外圍電路，對發信通道的非線性特性進行校正，從而在電路整體上呈現對輸入信號的線性放大效果，這種方法避開了難度很大的器件製造技術，採用成本相對較低的器件，不但形式多樣，而且器件的選擇也較靈活，因此在目前來看是最適合的方法。
前饋式功率放大器及包絡預失真(以下有時簡稱預失真)是兩種比較有效的線性化方法。
圖1為包絡預失真的原理示意圖。由於放大器的非線性，多載波信號經過放大器後，會產生有害的交調分量IMD(Intermodulation Distortion)。在圖1中功率放大器112是待改善線性的放大器，它在放大信號的同時產生有害的交調分量113。預失真的工作原理如下輸入信號100被功率分配器102分成上下兩路。一路(下支路)送給自動增益控制器107作為控制參考REF。另一路(上支路)為主通路。電調可變衰減器104可以改變主通路的增益以保證由於溫度變化等造成的增益變化被補償。從功率分配器102輸出的信號經過耦合器106、延遲線108和矢量衰減器110後送給功率放大器112。之所以稱為矢量衰減器是因為這種衰減器既可以改變信號的幅度(圖中用字母A表示)，又可以改變信號的相位(圖中用字母F表示)。耦合器106的作用是耦合一部分功率進行包絡檢波105，並送給工作函數發生器(WFG)109生成預失真多項式補償函數。矢量衰減器110在工作函數發生器109的控制下預先產生一個交調分量111，該交調111與功率放大器的交調113大小相等方向相反，相加的結果是使得功率放大器的有害交調113被預先產生的交調分量111抵消，達到改善功率放大器線性的目的。由於交調111是在功率放大器112之前預先產生的，因此稱這種線性化方法為預失真(Pre-Distortion，簡稱PD)。當然由於各種非理想因素幹擾，功率放大器的交調不可能完全抵消，殘餘的交調114與未改善前的交調113之比稱為改善度。一般說來預失真的改善度在10dB左右。耦合器115耦合一部分功率經過功率分配器116分成兩路，一路(118)經信號檢測單元的交調檢測後送入數位訊號處理(DSP)模塊122以獲得線性改善效果信息，通過算法輸出控制參量125到工作函數發生器(WFG)109以便獲得適當的控制電壓VAac和VFac；另一路(120)則送入自動增益控制器107中輸出VAdc以調整104的增益。虛線模塊123可簡記為預失真功放124(PD-PAPre-Distortion PowerAmplifier)。
圖2是一個典型的前饋線性功放示意圖。圖中主功放(MPA)204是待改善線性的放大器，為了改善它的線性需要增加一個功率比較小的誤差功放(EPA)213和主要由延遲線(206、208)、矢量衰減器(203、212)構成的環路。從圖2可以看到，前饋線性功放系統分為三部分環(LOOP)1、環(LOOP)2、與耦合器210、211相連的信號檢測214(窄帶接收機)和自動控制215構成的控制部分。LOOP1實現的功能主要是提取信號通過主功放(MPA)產生的交調(IMD)，LOOP2實現的功能是放大LOOP1產生的IMD抵消載波中的IMD，使輸出的信號較為純淨，從而改善放大器的線性度。多載波信號217為待放大的信號。通過耦合器201分為兩路送入LOOP1。其中一路送入主放大器(MPA)204。由於MPA204的非線性，輸出信號218便有了雜散IMD。經過耦合器205取出一部分信號與從延遲器206送來的沒有雜散的載波在耦合器207會合。通過調節控制電壓D1、D2來調節矢量衰減器203的幅度和相位，使到達耦合器207的兩路載波信號幅度相等相位相反，這樣LOOP1提供的信號219理論上只是含有IMD。實際過程中，信號219的精度主要取決於矢量衰減器的D1、D2的精細調節，而D1、D2的值是由自動控制裝置215根據信號檢測單元214收到的信息進行計算、處理得到的，該信息包含了載波對消的程度。所提取的IMD信號通過誤差放大器EPA213進行放大後通過耦合器209和被放大過的帶有IMD的載波進行抵消，得到被消除IMD的、被放大的載波信號221，其抵消精度經耦合器210和信號檢測單元214送入自動控制裝置215處理，並輸出控制矢量衰減器212的控制信號D3、D4，使到達耦合器209的IMD信號和載波信號中含有的IMD信號幅度相等相位相反。最後達到改善主功放輸出的載波的目的。信號檢測單元214是一個窄帶接收機，它通過單刀雙擲開關K1輪流檢測LOOP1和LOOP2對消後的交調和載波，K1由自動控制單元215同步控制在LOOP1和LOOP2之間輪流轉換。
上述的預失真和前饋方法結構比較簡單，但IMD的抵消都有限，線性改善度都不高，預失真方法的改善度在10～15db，前饋方法也只有25～30dB的改善度。為了達到所需的線性度，常常須要將兩者聯合起來使用，即用圖1中的PD-PA124替代圖2中的MPA204，以達到40～45dB的線性度改善。但從圖1和圖2可知由於預失真電路和前饋電路本身就比較複雜，因此兩者結合起來的電路就更加複雜。可以想像一下把圖1和圖2揉在一起的情形，就會感到頭緒太多，零亂不清。其結果是造成產品指標惡化，體積增大，成本增加和可靠性降低。
本發明的目的就在於克服現有技術的缺點，提出一種將預失真方法和前饋方法相結合的但實現相對簡單、成本較低、可靠性增加的線性功率放大方法。
本發明的另一目的在於提出一種實現上述線性功率放大方法的結構簡單、體積較少的、成本較低、可靠性增加的線性功率放大器。
為實現上述發明目的，本發明提出一種線性功率放大方法，包括以下步驟a、將輸入的載波信號耦合成第一輸入載波信號和第二輸入載波信號；b、調整第一輸入載波信號的幅度和相位，同時預先產生一交調信號；c、主功率放大器將調整後的所述第一輸入載波信號放大，同時用預先產生的所述交調信號與主功率放大器產生的交調分量進行抵消；d、放大後的第一輸入載波信號以及未抵消完的交調分量被分成兩部分，一部分與第二輸入載波信號進行耦合以提取第一輸入載波信號中的未抵消完的交調信號；e、調整提取出來的交調信號的幅度和相位使之與放大後的第一輸入載波信號中的未抵消完的交調分量幅度相等相位相反；f、調整後的交調信號經誤差放大器放大後與放大了的第一輸入載波信號的另一部分進行耦合，以抵消其中的交調分量，獲得輸出載波信號。
其特徵在於所述步驟b是根據步驟d提取出來的交調信號來調整第一輸入載波信號的幅度和相位以及預產生的交調信號的，具體過程為1)將步驟d提取出來的交調信號耦合一部分後進行交調檢測，檢測出交調信號；
2)數字處理單元根據檢測到的輸入載波中的交調信號獲得提取交調信號的效果信息，並輸出算法控制參量D1和D2和加權信號；3)工作函數發生器根據所述加權信息和輸入載波信號中的包絡信號產生幅度控制交流電壓(VAac)和相位控制交流電壓(VFac)；4)將所述的幅度控制交流電壓(VAac)和相位控制交流電壓(VFac)分別與算法控制參量D1和D2相加後向矢量衰減器輸出幅度控制電壓(VA)和相位控制電壓(VF)；5)矢量衰減器在所述幅度控制電壓(VA)和相位控制電壓(VF)的控制下調整第一輸入載波信號的幅度和相位，使得經主功率放大器放大後的第一輸入載波信號與第二輸入載波信號的幅度相等相位相反；同時調整預產生的交調信號的幅度和相位，使得預產生的交調信號與主功率放大器產生的交調信號得到最大限度的抵消。
其中步驟e對交調信號幅度和相位調整是根據輸出載波信號進行的，具體過程為1)將步驟f獲取的輸出載波信號耦合一部分後進行交調檢測，檢測出輸出載波信號中的殘存的交調分量；2)根據檢測到的交調分量獲得輸出載波信號的線性化效果信息，並輸出控制參量D3和D4，分別控制交調信號的幅度調整和相位調整。
其中對第一輸入載波信號的幅度和相位以及預產生的交調信號進行調整的控制過程中，在所述的步驟4)將所述的幅度控制交流電壓(VAac)和相位控制交流電壓(VFac)分別與算法控制參量D1和D2相加後，還有一個對相加結果進行隔直處理的步驟，然後再向矢量衰減器輸出幅度控制電壓(VA)和相位控制電壓(VF)。
為實現發明目的，本發明還提供一種實現上述線性功率放大方法的線性功率放大裝置，該裝置包括環路一，預先產生一交調信號與主功率放大器產生的交調信號進行抵消，並提取未抵消完畢的交調信號；環路二，將提取出來的未抵消交調信號進行放大後與輸入載波信號中的交調分量抵消，以獲取不含交調分量的輸出載波信號；控制通路，根據環路一提取的未抵消交調信號中的載波分量或輸出載波信號中的交調分量分別控制環路一中的矢量衰減器和環路二中的矢量衰減器的幅度和相位；所述控制通路包括第六耦合器、第七耦合器、選擇開關、本振信號發生器、信號檢測單元、數字處理單元，其特徵在於還包括工作函數發生器、第一加法器和第二加法器；第六耦合器負責將環路一提取出來的交調信號耦合一部分出來提供給控制通路，第七耦合器負責將輸出載波信號耦合一部分出來提供給控制通路，選擇開關分別通過連接第六耦合器、第七耦合器使控制通路分別控制環路一中的矢量衰減器和環路二中的矢量衰減器，本振信號發生器將信號變到較低頻率以便檢測，信號檢測單元檢測控制通路中的載波信號或交調信號，數字處理單元完成算法運算，工作函數發生器將輸入載波信號經過包絡檢波後進行加權運算，第一加法器和第二加法器分別完成電壓相加功能。
其中所述的環路一包括第一耦合器，將輸入載波信號耦合成第一輸入載波信號和第二輸入載波信號；矢量衰減器，對第一輸入載波信號的幅度和相位進行調整，並預先產生一交調信號，以抵消主功率放大器中產生的交調信號；主功率放大器，對第一輸入載波信號進行放大；第一延時器，將第二輸入載波信號進行延時；第四耦合器，將延時後的第二輸入載波信號與主功率放大器放大後的第一輸入載波信號進行耦合，以提取載波信號中的交調信號。
其中所述的環路二包括第二延時器，對主功率放大器放大後的第一輸入載波進行延時；矢量衰減器，對第四耦合器提取出來的交調信號的幅度和相位進行調整；誤差功率放大器，對矢量衰減器調整後的交調信號進行放大；第五耦合器，將第二延時器輸出的第一輸入載波信號與誤差功率放大器輸出的交調信號進行耦合，以抵消第一輸入載波信號中的交調信號，獲取輸出載波信號。
其中所述的信號檢測單元是窄帶接收機。
由於本發明將預失真的矢量衰減器及前饋功率放大器的矢量衰減器合二為一，這樣省略了一個矢量衰減器。同時利用前饋環路的特點，將預失真放大器中電調可變衰減器及其相關的控制電路如自動增益控制器取消，其功能由矢量衰減器、控制電壓及環路一Loop1共同完成。其作用完全等效於對放大器的增益進行自動補償。另外當選擇開關K1選擇與第七耦合器連接時，窄帶接收機除了可以接收Loop1的輸入載波抵消信息外，還可以作為檢測主功率放大器的輸出交調狀況，送入數字處理單元作為算法優化的判據。因此，本發明提供的改進線性功率放大裝置及其放大方法具有電路簡化、節省器件、結構緊湊的特點，可以降低成本、減少放大器體積、增加產品的可靠性。
圖1為現有的預失真原理框圖；圖2為現有的典型前饋線性功率放大器原理框圖；圖3為本發明實施例原理框圖。
下面結合附圖和實施例對本發明做詳細的說明。
圖1和圖2已經在前面進行了詳細說明，因此不再贅述。
圖3示出了本發明的一較佳實施例，如圖所示，線性功率放大裝置包括環路一(Loop1)、環路二(Loop2)和一個控制通路。其中環路一(Loop1)包括第一耦合器301，將輸入載波信號耦合成第一輸入載波信號和第二輸入載波信號；矢量衰減器303，對第一輸入載波信號的幅度和相位進行調整，並預先產生一交調信號，以抵消主功率放大器304中產生的交調信號；主功率放大器(PA)304，對第一輸入載波信號進行放大；第一延時器(DL1)306，將第二輸入載波信號進行延時；第四耦合器307，將延時後的第二輸入載波信號與主功率放大器(PA)304放大後的第一輸入載波信號進行耦合，以提取載波信號中的交調信號。因此環路一(Loop1)的主要作用在於預先產生一交調信號與主功率放大器304產生的交調信號進行抵消，並提取未抵消完畢的交調信號。環路二包括第二延時器308，對主功率放大器304放大後的第一輸入載波進行延時；矢量衰減器312，對第四耦合器307提取出來的交調信號的幅度和相位進行調整；誤差功率放大器313，對矢量衰減器312調整後的交調信號進行放大；第五耦合器309，將第二延時器308輸出的第一輸入載波信號與誤差功率放大器313輸出的交調信號進行耦合，以抵消第一輸入載波信號中的交調信號，獲取輸出載波信號。因此環路二(Loop2)的主要作用在於將提取出來的未抵消交調信號進行放大後與輸入載波信號中的交調分量抵消，以獲取不含交調分量的輸出載波信號。控制通路包括第六耦合器311、第七耦合器310、選擇開關K1、本振信號發生器319、信號檢測單元318和數字處理單元317，除此之外還包括一工作函數發生器316、第一加法器314和第二加法器315；第六耦合器311負責將環路一提取出來的交調信號耦合一部分出來提供給控制通路，第七耦合器310負責將輸出載波信號耦合一部分出來提供給控制通路，選擇開關K1分別通過連接第六耦合器311、第七耦合器310使控制通路分別控制環路一中的矢量衰減器303和環路二中的矢量衰減器312，本振信號發生器319將信號變到較低頻率以便檢測，信號檢測單元318檢測控制通路中的載波信號或交調信號，它可以是一個窄帶接收機，數字處理單元317完成算法運算，工作函數發生器316將第三耦合器302耦合出來的輸入載波信號經過包絡檢波後進行加權運算，第一加法器314和第二加法器315分別將直流和交流電壓相加。因此控制通路是根據環路一(Loop1)提取的未抵消交調信號中的載波分量或輸出載波信號中的交調分量分別控制環路一(Loop1)和環路二(Loop2)中的兩個矢量衰減器303、312的幅度和相位。
下面結合線性功率放大裝置對本發明的線性功率放大方法進行詳細說明。
如圖3所示，線性功率放大方法包括以下步驟a、第一耦合器301將輸入的載波信號分成第一輸入載波信號和第二輸入載波信號兩部分，第一輸入載波信號輸入到環路一(Loop1)中的矢量衰減器303，第二輸入載波信號經第一延時器306的延時後輸出給第四耦合器307；
b、調整第一輸入載波信號的幅度和相位，同時預產生一交調信號；環路一中的矢量衰減器303具有兩個功能，一方面作為預失真中的矢量衰減器在數字處理單元317的控制下預先產生一交調信號，並調整其幅度和相位，另一方面作為前饋式功率放大器中的矢量衰減器在數字處理單元317的控制下調整第一輸入載波信號的幅度和相位，使得在第四耦合器307中第一輸入載波信號和第二輸入載波信號完全抵消，得到比較純淨的交調信號。
對第一輸入載波信號的幅度和相位以及對預產生的交調信號的幅度和相位進行調整是通過控制通路並根據環路一提取出來的交調信號來調整的，具體過程為1)選擇開關K1將控制通路選擇與第六耦合器311連接，將環路一提取出來的交調信號通過第六耦合器311耦合一部分後進行交調檢測，檢測出交調信號中的輸入載波信號，其中本振信號發生器319將信號變到較低頻率以便檢測；2)數字處理單元根據檢測到的輸入載波中的交調信號獲得提取交調信號的效果信息，並輸出算法控制參量D1和D2和加權信號321；3)工作函數發生器316將第三耦合器302耦合出來的輸入載波信號進行包絡檢波後與加權信號321進行運算產生幅度控制交流電壓(VAac)和相位控制交流電壓(VFac)；4)將所述的幅度控制交流電壓(VAac)和相位控制交流電壓(VFac)分別在第一加法器314和第二加法器315與算法控制參量D1和D2相加後向矢量衰減器303輸出幅度控制電壓(VA)和相位控制電壓(VF)，為了減少幅度控制交流電壓(VAac)和相位控制交流電壓(VFac)中直流成分的影響，可以在進行隔直處理後再送入第一、第二加法器314、315；5)矢量衰減器303在幅度控制電壓(VA)和相位控制電壓(VF)的控制下調整第一輸入載波信號的幅度和相位，使得第四耦合器307中第一、第二輸入載波信號的幅度相等相位相反，同時調整預產生的交調信號的幅度和相位，使得預產生的交調信號與主功率放大器(PA)304產生的交調信號得到最大限度的抵消。
c、主功率放大器(PA)304將矢量衰減器303調整後的第一輸入載波信號放大，同時用矢量衰減器303預先產生的交調信號與主放大器304產生的交調分量進行抵消。儘管矢量衰減器303在控制通路的控制下對預產生的交調信號的幅度和相位進行了調整，使得主功率放大器304產生的有害交調分量得到最大限度的抵消，但載波信號中仍會存在一定的交調分量。因此還需要通過環路二來做進一步的消除；d、放大後的第一輸入載波信號以及未抵消完的交調分量在第二耦合器305被分成兩部分，一部分在第四耦合器307與經第一延時器306延時後的第二輸入載波信號進行耦合以提取第一輸入載波信號中的未抵消完的交調信號；
e、環路二中的矢量衰減器312在控制通路的控制下調整提取出來的交調信號幅度和相位使之與放大後的第一輸入載波信號中的未抵消完的交調分量幅度相等相位相反。控制通路是根據輸出信號來對矢量衰減器312進行控制的，具體過程為1)選擇開關K1選擇與第七耦合器310連接，通過第七耦合器310將輸出載波信號耦合一部分後輸出給信號檢測單元318進行交調檢測，檢測出輸出載波信號中的殘存的交調分量；2)數字處理單元317根據檢測到的交調分量獲得輸出載波信號的線性化效果信息，並輸出控制參量D3和D4，分別控制環路二中的矢量衰減器312對第四耦合器307輸出的交調信號的幅度和相位進行調整，使之與輸入載波信號中的未抵消完的交調分量幅度相等相位相反。
f、矢量衰減器312調整後的交調信號經誤差放大器313放大後與經第二延遲器(DL2)308延時的第一輸入載波信號在第五耦合器309進行耦合，以抵消其中的交調分量，從而使輸出載波信號中的交調分量降到最小值。
如上所述，本發明的主要特點是(1)將預失真的矢量衰減器及前饋功率放大器的矢量衰減器合二為一變成矢量衰減器，這樣可以省略一個矢量衰減器。其中矢量衰減器的控制電壓VA由前饋環路一Loop1的D1與預失真的VAac相加組成，矢量衰減器的控制電壓VF由前饋環路一Loop1的D2與預失真的VFac相加組成。由於D1和D2相對VAac及VFac可以視為直流，因此可以利用D1和D2控制矢量衰減器對環路一Loop1進行調整，完成圖2前饋的功能；VAac和VFac相對D1和D2為交流，因此可以利用VAac和VFac控制矢量衰減器，起到圖1中預失真的作用。因此圖3的改動是完全等價的。(2)利用前饋環路的特點，將圖1中電調可變衰減器104及其相關的控制電路如自動增益控制器107取消，其功能由矢量衰減器、控制電壓D1及環路一Loop1共同完成。D1對矢量衰減器進行控制時，其作用完全等效於對放大器的增益進行自動補償，因此圖3中的改動和圖1是完全等效的。(3)當選擇開關K1選擇與第七耦合器連接時，窄帶接收機除了可以接收Loop1的輸入載波抵消信息外，還可以作為檢測主功率放大器的輸出交調狀況，送入數字處理單元作為算法優化的判據。因此，本發明提供的改進線性功率放大裝置及其放大方法具有電路簡化、節省器件、結構緊湊的特點，可以降低成本、減少放大器體積、增加產品的可靠性。
權利要求
1.一種線性功率放大方法，包括以下步驟a、將輸入的載波信號耦合成第一輸入載波信號和第二輸入載波信號；b、調整第一輸入載波信號的幅度和相位，同時預先產生一交調信號；c、主功率放大器(304)將調整後的所述第一輸入載波信號放大，同時用預先產生的所述交調信號與主功率放大器(304)產生的交調分量進行抵消；d、放大後的第一輸入載波信號以及未抵消完的交調分量被分成兩部分，一部分與第二輸入載波信號進行耦合以提取第一輸入載波信號中的未抵消完的交調信號；e、調整提取出來的交調信號的幅度和相位使之與放大後的第一輸入載波信號中的未抵消完的交調分量幅度相等相位相反；f、調整後的交調信號經誤差放大器放大後與放大了的第一輸入載波信號的另一部分進行耦合，以抵消其中的交調分量，獲得輸出載波信號；其特徵在於所述步驟b是根據步驟d提取出來的交調信號來調整第一輸入載波信號的幅度和相位以及預產生的交調信號的，具體過程為1)將步驟d提取出來的交調信號耦合一部分後進行交調檢測，檢測出交調信號；2)數字處理單元(317)根據檢測到的輸入載波中的交調信號獲得提取交調信號的效果信息，並輸出算法控制參量D1和D2和加權信號；3)工作函數發生器(316)根據所述加權信息和輸入載波信號中的包絡信號產生幅度控制交流電壓(VAac)和相位控制交流電壓(VFac)；4)將所述的幅度控制交流電壓(VAac)和相位控制交流電壓(VFac)分別與算法控制參量D1和D2相加後向矢量衰減器(303)輸出幅度控制電壓(VA)和相位控制電壓(VF)；5)矢量衰減器(303)在所述幅度控制電壓(VA)和相位控制電壓(VF)的控制下調整第一輸入載波信號的幅度和相位，使得經主功率放大器(304)放大後的第一輸入載波信號與第二輸入載波信號的幅度相等相位相反；同時調整預產生的交調信號的幅度和相位，使得預產生的交調信號與主功率放大器產生的交調信號得到最大限度的抵消。
2.如權利要求1所述的線性功率放大方法，其特徵在於步驟e對交調信號幅度和相位調整是根據輸出載波信號進行的，具體過程為1)將所述步驟f獲取的輸出載波信號耦合一部分後進行交調檢測，檢測出輸出載波信號中的殘存的交調分量；2)根據檢測到的交調分量獲得輸出載波信號的線性化效果信息，並輸出控制參量D3和D4，分別控制交調信號的幅度調整和相位調整。
3.如權利要求1或2所述的線性功率放大方法，其特徵在於對第一輸入載波信號的幅度和相位以及預產生的交調信號進行調整的控制過程中，在所述的步驟4)將所述的幅度控制交流電壓(VAac)和相位控制交流電壓(VFac)分別與算法控制參量D1和D2相加後，還有一個對相加結果進行隔直處理的步驟，然後再向矢量衰減器輸出幅度控制電壓(VA)和相位控制電壓(VF)。
4.一種實現權利要求1所述線性功率放大方法的線性功率放大裝置，該裝置包括環路一(Loop1)，預先產生一交調信號與主功率放大器(304)產生的交調信號進行抵消，並提取未抵消完畢的交調信號；環路二(Loop2)，將提取出來的未抵消交調信號進行放大後與輸入載波信號中的交調分量抵消，以獲取不含交調分量的輸出載波信號；控制通路，根據環路一(Loop1)提取的未抵消交調信號中的載波分量或輸出載波信號中的交調分量分別控制環路一(Loop1)中的矢量衰減器(303)和環路二(Loop2)中的矢量衰減器(312)的幅度和相位；所述控制通路包括第六耦合器(311)、第七耦合器(310)、選擇開關(K1)、本振信號發生器(319)、信號檢測單元(318)、數字處理單元(317)，其特徵在於還包括工作函數發生器(316)、第一加法器(314)和第二加法器(315)；第六耦合器(311)負責將環路一(Loop1)提取出來的交調信號耦合一部分出來提供給控制通路，第七耦合器(310)負責將輸出載波信號耦合一部分出來提供給控制通路，選擇開關(K1)分別通過連接第六耦合器(311)、第七耦合器(310)使控制通路分別控制環路一中的矢量衰減器(303)和環路二中的矢量衰減器(312)，本振信號發生器(319)將信號變到較低頻率以便檢測，信號檢測單元(318)檢測控制通路中的載波信號或交調信號，數字處理單元(317)完成算法運算，工作函數發生器(316)將輸入載波信號經過包絡檢波後進行加權運算，第一加法器(314)和第二加法器(315)分別完成電壓相加功能。
5.如權利要求4所述的線性功率放大裝置，其特徵在於環路一(Loop1)包括第一耦合器(301)，將輸入載波信號耦合成第一輸入載波信號和第二輸入載波信號；矢量衰減器(303)，對第一輸入載波信號的幅度和相位進行調整，並預先產生一交調信號，以抵消主功率放大器(304)中產生的交調信號；主功率放大器(304)，對第一輸入載波信號進行放大；第一延時器(306)，將第二輸入載波信號進行延時；第四耦合器(307)，將延時後的第二輸入載波信號與主功率放大器(304)放大後的第一輸入載波信號進行耦合，以提取載波信號中的交調信號。
6.如權利要求4或5所述的線性功率放大裝置，其特徵在於所述的環路二(Loop2)包括第二延時器(308)，對主功率放大器(304)放大後的第一輸入載波進行延時；矢量衰減器(312)，對第四耦合器(307)提取出來的交調信號的幅度和相位進行調整；誤差功率放大器(313)，對矢量衰減器(312)調整後的交調信號進行放大；第五耦合器(309)，將第二延時器(308)輸出的第一輸入載波信號與誤差功率放大器(304)輸出的交調信號進行耦合，以抵消第一輸入載波信號中的交調信號，獲取輸出載波信號。
7.如權利要求4所述的線性功率放大裝置，其特徵在於所述的信號檢測單元(318)是窄帶接收機。
全文摘要
本發明提供一種將預失真和前饋功率放大器相結合的線性功率放大方法和裝置,其特點在於將預失真的矢量衰減器及前饋功率放大器的矢量衰減器合二為一,省去一個矢量衰減器。同時利用前饋環路的特點將預失真放大器中可變衰減器及相關控制電路如自動增益控制器取消,其功能由矢量衰減器、控制電壓及環路一共同完成。因此本發明電路簡化、節省器件、結構緊湊,可以降低成本、減少放大器體積、增加產品的可靠性。
文檔編號H04L27/10GK1390022SQ0112134
公開日2003年1月8日 申請日期2001年6月1日 優先權日2001年6月1日
發明者李亞銳 申請人:華為技術有限公司