本发明专利技术涉及一种具有宽带HF功率放大器特别是具有有源负载调制的N路Doherty放大器的传输和接收设备。本发明专利技术的目的是，借助于适当的设计措施结合电子器件，提供适合于高功率和宽带应用并且具有10瓦以上至近似2000瓦传输功率的高功率传输和接收设备，从具有模块(GSZ)的传输和接收设备出发，该模块具有可配置的HF高功率放大器(HPA)，其在两个功率回退点之间和以下操作并包括具有放大器核的主功率放大器(DM)和具有放大器核的至少一个峰功率放大器(DP1)，其中提供数字输入信号分配器(ET)，该数字输入信号分配器(ET)连接到主功率放大器(DM)的输入和所述至少一个峰功率放大器(DP1)的输入并且具有多个输出，并且提供连接到主功率放大器的放大器核的输出和至少一个峰功率放大器的输出的输出组合器。这个目的是根据本发明专利技术实现的，在本发明专利技术中，提供在主功率放大器(DM)的放大器核输出处和至少一个峰功率放大器(DP1)的放大器核输出处的附加多谐波变换线(LAH)以及连接到阻抗转换器(AN1)或输出组合器(C)的输出处的环行器(Z1)。借助于环行器(Z1)，上游主功率放大器(DM)和至少一个峰功率放大器(DP1)被保护以免受输出侧的过压和过流，因为环行器(Z1)将能量转移到连接到环行器(Z1)的集流电阻器(W1)。本发明专利技术属于宽带放大器领域，特别是宽带Doherty放大器电路。特别是宽带Doherty放大器电路。特别是宽带Doherty放大器电路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Linear and Efficient Nway Doherty Amplifiers”IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，第55卷，第5期，2007年5月中首次发表。代替使用静态功率分配器，主放大器和有源负载调制器通过专门适配的功率和相位分布单独控制。所有输入的控制被组合成单元并且在下文中被称为控制函数。
[0008]对于控制函数，这会产生[2*N
‑
1]维空间，其中必须找到至少一个满足关于效率、线性度和带宽的优化准则的静态函数。变量N是放大器输入的数量。由于输出网络的特性朝着频带边缘显著改变，因此应当使用当前要放大的信号或信号集合的中心频率来跟踪控制函数。
[0009]例如，从WO 2013006941 A1已知具有宽带变换器的宽带Doherty放大器。宽带Doherty放大器包括主放大器和辅助放大器以及宽带阻抗转换器，主放大器可以被操作以放大输入信号的第一部分，其中辅助放大器可以被操作以打开并放大输入信号的第二部分，输入信号的第二部分的幅度超过阈值幅度，并且宽带阻抗转换器连接在主放大器和辅助放大器的输出之间。宽带阻抗转换器基于主放大器的输出生成主放大器的经变换的输出信号。宽带阻抗转换器基于主放大器的输出生成主放大器的经变换的输出，其中宽带阻抗转换器包括耦合到定向耦合器的四分之一波长匹配线，其中定向耦合器具有与四分之一波长调整线匹配线相同的电长度。在一个实施例中，公开了一种具有Doherty放大器体系架构的高频功率放大器。高频功率放大器包括将输入的高频信号拆分为第一信号和第二信号的信号分配器、放大第一信号以便形成第三信号的第一放大器、放大第二信号以便形成信号(第四信号)的第二放大器，以及将第三信号转换成第五信号的宽带阻抗转换器。宽带阻抗转换器包括耦合到定向耦合器的四分之一波长匹配线，定向耦合器具有与四分之一波长匹配线相同的电长度。特别地，定向耦合器是宽边耦合线耦合器。综上所述，WO 2013006941 A1描述了一种Doherty放大器，其带宽通过阻抗逆变器的特殊设计而增加。在Doherty体系架构中，要求阻抗逆变器将由功率晶体管提供的电流源转换成电压源。一种说法是回转行为。为此，迄今为止使用了λ/4线。但是，在使用先前的λ/4线的宽带中无法实现回转行为，因为当频率改变时波长改变，因此机械长度也必须改变。定向耦合器的使用增加了可以实现可接受的回转行为的带宽。
[0010]为了在宽频带上提高设置有Doherty输出网络的复合放大器的线性度，从DE 601 24 728 T2已知的复合放大器包括经由Doherty输出网络连接到负载的主功率放大器和功率辅助放大器以及用于在主放大器的输入信号中模拟和补偿功率辅助放大器的输出电流的非线性行为的其它部件。还提供了用于均衡或补偿复合放大器的频率响应的部件，以及用于从主放大器的输入信号中交叉耦合和减去用于辅助放大器的输入信号的经滤波版本的部件。交叉耦合滤波器模拟辅助放大器的阻抗并补偿主放大器和辅助放大器之间的直通阻抗或跨阻抗。此外，可以提供交叉耦合滤波器，它模拟从辅助放大器到输出节点的跨阻抗并补偿从主放大器到输出节点的跨阻抗。最后，提供了输入侧滤波器，用于均衡主放大器和辅助放大器的频率响应。因此，在从DE 601 24 728 T2已知的复合放大器中，从主放大器的驱动器信号中减去模拟辅助放大器的非线性输出电流的输入信号的非线性函数。这样做的优点是无需扫描放大器效率即可消除或补偿输出中的非线性分量。非线性函数可以从辅助放大器的功率函数模型中获得(如果辅助放大器通过在类C中操作来提供非线性电流)，或者，以放大的形式，可以被预制和使用，既作为用于辅助放大器的驱动信号(然后可以偏置
其以在线性类B或AB中操作)又用于通过滤波器的交叉耦合。总之，DE 601 24 728 T2描述了一种N路Doherty放大器，其中输入到相关放大器核的输入信号的幅度和相位以非线性方式受到交叉耦合滤波器的有针对性的方式的影响，因此在非线性放大器核的输出处产生作为输出功率的函数的有利相位和幅度，该相位和幅度然后结合N路组合器导致效率和带宽的最大化。具有交叉耦合滤波器(其部分地也可以是有源的，即，放大)的非线性放大器核的输入处的网络可以被视为非线性模拟预失真或模拟控制函数。
[0011]另一种宽带Doherty放大器电路从US 2008/0 007 331 A1获知。该放大器电路包括信号求和节点、主放大器、将主放大器的输出耦合到信号求和节点的传输线、具有耦合到信号求和节点的输出的峰放大器、以及具有耦合到信号求和节点的较宽端和形成终端节点的较窄端的宽带阻抗转换器。总之，US 2008/0 007 331 A1示出了一种Doherty放大器，其具有多频带阻抗逆变器，借助于此，可以在多个频带中实现回转行为。因而，未示出大的连续频率范围。此外，阻抗逆变器由长度为波长数量级并具有恒定宽度的线段构成。
[0012]从DE 10 2012 202 870 A1已知另一种类似的宽带Doherty放大器电路。更具体而言，该放大器电路包括信号求和节点、被配置为以第一模式操作的第一放大器、被配置为向第一放大器提供阻抗变换和负载调制的阻抗逆变器、被配置为以第二模式操作的第二放大器，具有耦合到信号求和节点的输出的第二放大器，以及宽带阻抗转换器。宽带阻抗转换器具有耦合到信号求和节点的第一端和形成连接节点的第二端，其中宽带阻抗转换器被设计为在用于第一放大器的放大器电路的高频带宽的至少25％上表示实际阻抗。宽带阻抗转换器是锥形的并且耦合到信号求和节点的第一端比第二端宽，其中锥形在宽带阻抗转换器的长度上连续延伸。此外，提供阻抗转换器，其将第二放大器的输出耦合到信号求和节点。第二放大器的输出在求和接合点处直接连接到宽带阻抗转换器的第一端。特别地，宽带阻抗转换器被设计为确保放大器电路的高频带宽的至少30％上的实际阻抗。阻抗逆变器是λ/4波长传输线，其具有在信号求和节点处连接到宽带阻抗转换器的第一端的第一端和连接到主放大器的输出的第二端。此外，DE 10 2012 202 870 A1公开了一种用于操作放大器电路的方法，该放大器电路包括信号求和节点、第一放大器和第二放大器，该方法在第一模式下包括以下方法步骤：经由阻抗逆变器将第一放大器的输出耦合到信号求和节点，以第一模式操作第一放大器，经由阻抗逆变器为第一放大器提供阻抗变换和负载变换，将第二放大器的输出耦合到信号求和节点，操作第二放大器。在第二模式下，该方法包括以下步骤：将宽带阻抗转换器的第一端耦合到信号求和节点，将宽带阻抗转换器的第二端耦合到终端阻抗，以及经由宽带阻抗转换器在放大器电路的射频带宽的至少25％上表示第一放大器的实际阻抗。具体而言，经由阻抗转换器将第二放大器的输出耦合到信号求和节点，并将第二放大器的输出在信号求和节点处直接连接到宽带阻抗转换器的第一端。总之，DE 10 2012 202 870 A1公开了一种在阻抗转换器/组合器的输出处的输出变换器，这使得能够选择偏离在放大器输出处的原来通常50欧姆的、在组合器的星点(本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.提供了一种包括具有可配置的HF高功率放大器(HPA)的模块(GSZ)的传输和接收设备，所述可配置的HF高功率放大器(HPA)包括具有放大器核的主功率放大器(DM)和具有放大器核的至少一个峰功率放大器(DP1)，其中提供具有多个输出的数字输入信号分配器(ET)和输出组合器，所述数字输入信号分配器(ET)与连接到主功率放大器(DM)的输入和所述至少一个峰功率放大器(DP1)的输入的开关元件连接，所述输出组合器连接到主功率放大器(DM)的放大器核(C)的输出和所述至少一个峰功率放大器(DP1)的输出，其中在每种情况下，提供在主功率放大器(DM)的放大器核输出处和所述至少一个峰功率放大器(DP1)的放大器核输出处的附加多谐波变换线(LAH)以及与输出元件连接的环行器(Z1)，所述输出元件布置在阻抗转换器(AN1)或输出组合器(C)的输出处，其中借助于环行器(Z1)，上游主功率放大器(DM)和所述至少一个峰功率放大器(DP1)被保护以免受在输出侧的过压和过流，其中环行器(Z1)以如下方式将能量派生到连接到环行器(Z1)的集流电阻器(W1)：环行器(Z1)表示用于输出组合器(C)的50欧姆端接阻抗，模块(GSZ)在近似2000瓦的脉冲传输功率下具有高相对带宽和高效率，使得能够进行模块(GSZ)的无风扇操作，并且模块(GSZ)被保护以免受雷击。2.根据权利要求1所述的传输和接收设备，其特征在于，为了压缩控制的目的，借助于电气电路测得的栅极电流能够被用作主功率放大器(DM)和所述至少一个峰功率放大器(DP1)的压缩水平的测量。3.根据权利要求1和/或权利要求2所述的传输和接收设备，其特征在于，为了补偿漏极寄生，连接到放大器核和放大器核的电压电源的吸收网络(ABN)是借助于λ/4微带线提供的。4.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的传输和接收设备，其特征在于，变换器(TM)布置在主功率放大器(DM)上，该变换器既用于传输因子1:a的阻抗变换的使用又用作阻抗逆变器。5.根据权利要求1至4中的一项或多项所述的传输和接收设备，其特征在于，为了执行空中测试，HF高功率放大器(HPA)具有第二定向耦合器(R2)，第二定向耦合器(R2)布置在输出组合器(C)或阻抗转换器(AN1)的输出处并且能够将测试信号电感耦合到传输通道中。6.根据权利要求1至5中的一项或多项所述的传输和接收设备，其特征在于，为了测量返回的HF功率，环行器(Z1)连接到第一定向耦合器(R1)。7.根据权利要求1至6中的一项或多项所述的传输和接收设备，其特征在于，通过连接到环行器...
【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：IAD信息自动化及数据处理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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