一种前馈功率放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种前馈功率放大器，包括功分器，第一矢量调节器，主放大器，第一耦合器，第一延迟线，功率合成器，第二矢量调节器，误差放大器，第二延迟线和第二耦合器。本发明专利技术提供的前馈功率放大器大大提高了功放的效率，在三阶互调优于-62dBc的前提下，整机效率达27％以上，很好的解决了前馈功率放大器的线性度和效率之间的矛盾，在高线性度信号放大领域有很大的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信领域，具体涉及一种前馈功率放大器。
技术介绍
随着现代移动通信技术的不断发展，对功率放大器的线性度要求急剧提高，功率 放大器的线性化技术已成为当今通讯领域的一个热门话题。利用功率回退换取线性度的方 法会带来严重的资源浪费、效率低下以及无法获得更高的线性度。当今常用的线性化技术 包括模拟预失真、数字预失真、负反馈技术及前馈线性化技术。模拟预失真电路结构简单， 实现成本低，但只能获得较低的线性度；数字预失真技术实现方法复杂，但可以获得较高的 线性度，同时数字处理板会消耗一定的功率；负反馈技术由于结构上的缺陷会导致带宽窄、 效率低下。现有技术中的前馈技术可以使功率放大器获得最高的线性度，但是还是存在 一定的效率损耗，其前馈功率放大器效率通常低于数字预失真技术处理的功率放大器，为 10%左右。现有技术中，采用前馈技术和Doherty放大器的结合来解决前馈功率放大器的 线性度和效率的问题，但是实现的效率较低。 因此，希望可以提出一种最优化效率的前馈功率放大器，其前馈功率放大器效率 远高于普通前馈功率放大器，并能很好地解决前馈功率放大器的线性度和效率之间的矛 盾。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种前馈功率放大器，可以远远提高前馈功率放 大器的前馈功率放大器效率，由主放大器和误差放大器、耦合器、延迟线和环路构成；主放 大器为带有预失真型的功放前馈功率放大器，包括模拟预失真或数字预失真方式；耦合器 用于功率的分配与合成，延迟线保证前馈放大器可以在较宽的频道内稳定工作，环路用于 保证信号与失真的正确抵消。 为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为： -种前馈功率放大器，其特征在于，包括 功分器，用于将射频输入信号分成两路输出相等或不相等能量的第一路信号和第 二路ig号； 第一矢量调节器，用于调整第一路信号的幅度和相位； 主放大器，为带有预失真型的功放前馈功率放大器，用于接收和放大射频经过第 一矢量调节器调整过的第一路信号； 第一親合器，用于親合经过主放大器的第一路信号； 第一延迟线，用来平衡功分器的第二路信号和第一耦合器耦合过的第一路信号的 群延时； 功率合成器，用于合成第一耦合器耦合过的第一路信号和经过第一延迟线的延迟 信号，并对消载波信号，留下误差信号；其中，载波信号为信号频谱的原始成分，信号经放大 后除原始频谱外，还会产生误差频谱分量，即后述误差信号。 第二矢量调节器，用于调整误差信号的幅度、相位； 误差放大器，采用AB类功率放大器，用于对误差信号的线性放大； 第二延迟线，用于平衡主放大器的第一路信号与误差放大器处理过的信号的群延 时； 第二耦合器，用于将调整、放大过的误差信号注入到主放大器的输出信号中，对消 主信号中的失真； 其中，所述误差放大器根据IdB压缩点进行设定，第二耦合器的最佳耦合量根据 前馈功率放大器的效率所确定。 所述的误差放大器的类型包括LDMOS管、GaN管。 所述主放大器采用Doherty放大器。 所述的第二矢量调节器调整误差信号的幅度和相位，使最终注入主信号中的误差 信号与主信号中的失真分量在幅度上相等，相位上相反。 所述的功分器、第一矢量调节器、主放大器、第一耦合器、功率合成器、第一延迟线 组成误差提取环路，用于对消主放大器输出信号中的载频成分，获取只包含主放大器非线 性失真的误差ig号； 所述的第一耦合器、第二延迟线、第二耦合器、误差放大器、第二矢量调节器和功 率合成器组成误差对消环路，用于抵消主放大器引入的失真。 在所述误差提取环路和误差对消环路均引入温补衰减器。 所述的温度补偿衰减器为基于热敏电阻的π型衰减器。 本专利技术具有以下有益效果： 利用前馈技术提高了功放的线性度，利用Doherty技术大大提高功放的效率，而 其效率的增加并不影响前馈功率放大器线性度的改善；前馈功率放大器效率远远高于普通 前馈功率放大器。【附图说明】 图1为本专利技术实施例的一种采用前馈和Doherty主功率放大器相结合的前馈功率 放大器的结构图； 图2为本专利技术实施例的特定条件下第二耦合器的耦合量与前馈功率放大器效率 之间的关系曲线图； 图3本专利技术实施例的前馈功率放大器中所用到的温度补偿衰减器的示意图。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步 详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本发 明。 如图1所示，本前馈功率放大器包括： 功分器101，全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相 等或不相等能量的器件。用于接收射频输入信号，并将射频输入信号分成两路或多路输出 相等或不相等能量的器件。。 从信号的输入输出过程看，外部的射频输入信号（RFin)经过功分器后，信号分为 两路能量相等或不相等的输出信号。其中，射频输入信号具有平均工作振幅范围和在超过 平均工作范围的峰值范围内的间歇信号峰值。射频输入信号包括诸如CDM信号或WCDM 信号等扩频信号，具有随机出现的包括峰值范围的信号峰值。为简明起见，将其中的一路输 出信号称为第一路信号，将另一路输出信号称为第二路信号。 矢量调节器，包括第一矢量调节器102和第二矢量调节器103。 具体地，经过第一矢量调节器后，功分器输出的第一路信号得到幅度、相位的调 整。同样地，第二矢量调节器也是用于调整信号的幅度和相位。 主放大器104,采用Doherty放大器，用于接收和放大射频输入信号，主放大器在 其整个工作范围内具有对应于输入信号的平均工作振幅范围的基本上线性的部分和对应 于输入信号峰值范围的非线性部分。主放大器104采用的是现有技术中的Doherty功率放 大器，其可以包括：至少一个载波放大器；至少一个峰值放大器；数个输入匹配电路，其中 至少一电路分别连接到该载波放大器及峰值放大器的输入端；至少一阻抗控制电路，其每 一电路连接到每个载波放大器的输出端，用以控制每个载波放大器的负载线阻抗；至少一 输出匹配电路，其可直接或间接地连接到该阻抗控制电路及峰值放大器的输出端；及至少 一延迟电路，用以匹配该载波放大器与峰值放大器之间的延迟。 从信号的输入输出看，功分器101输出的第一路信号经过第一矢量调节器进行幅 度和相位的调整后，送入主放大器104,进行信号的放大。 耦合器，用于耦合信号中的一部分能量，其根据其与前馈功率放大器效率之间的 关系进彳丁设定。 具体地，耦合器包括第一耦合器105和第二耦合器106,用于耦合经过主放大器的 信号。在前馈功率放大器中，各放大器的效率和延迟线的损耗都是可以确定并测量的，对效 率来说，不能直接确定的是耦合器的耦合量，通过上述计算耦合量与前馈功率放大器总效 率的关系式，当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前馈功率放大器，其特征在于，包括功分器，用于将射频输入信号分成两路输出相等或不相等能量的第一路信号和第二路信号；第一矢量调节器，用于调整第一路信号的幅度和相位；主放大器，为带有预失真型的功放前馈功率放大器，用于接收和放大射频经过第一矢量调节器调整过的第一路信号；第一耦合器，用于耦合经过主放大器的第一路信号；第一延迟线，用来平衡功分器的第二路信号和第一耦合器耦合过的第一路信号的群延时；功率合成器，用于合成第一耦合器耦合过的第一路信号和经过第一延迟线的延迟信号，并对消载波信号，留下误差信号；第二矢量调节器，用于调整误差信号的幅度、相位；误差放大器，采用AB类功率放大器，用于对误差信号的线性放大；第二延迟线，用于平衡主放大器的第一路信号与误差放大器处理过的信号的群延时；第二耦合器，用于将调整、放大过的误差信号注入到主放大器的输出信号中，对消主信号中的失真；其中，所述误差放大器根据1dB压缩点进行设定，第二耦合器的最佳耦合量根据前馈功率放大器的效率所确定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：向永波，王光明，梁建刚，张小宽，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61