[實用新型]線性功率放大裝置

無效

• 申請號: 200620015291.2
• 申請日: 2006-10-18
• 公開（公告）號: CN201015188Y
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 賈旭峰;趙星
• 申請（專利權）人: 深圳國人通信有限公司
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H03F3/20
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡朝陽

技術領域

本實用新型涉及通信領域的電子技術，尤其涉及通信領域的功率放大技術。

背景技術

現代無線通信的迅猛發展日益朝著增大信息容量，提高信道的頻譜利用率以及提高線性度的方向發展。一方面，廣泛采用工作于甲乙類狀態的大功率微波晶體管來提高傳輸功率和利用效率；另一方面，無源器件及有源器件的引入，多載波配置技術的采用等，都將導致輸出信號的互調失真。因此，在設計射頻功率放大器時，必須對其進行線性化處理，以便使輸出信號獲得較好的線性度。一般常用的線性化技術包括：功率回退、預失真、前饋等，其中，功率回退技術能有效的改善窄帶信號的線性度，而預失真技術和前饋技術，特別是前饋技術，由于其具有高校準精度，高穩定度以及不受帶寬限制等優點，成為了改善寬帶信號線性度時所采用的主要技術。

預失真線性化方法主要是在功率放大器之前插入預失真部件，造成功率放大器的輸入信號已經預先失真畸變，而其失真特性正好與功放器件非線性性能相反，從而達到在系統輸出端出現一個幅度增加許多，其他特性與輸入信號基本相同的線性功率放大效果。為保證一定的線性化帶寬，需要外加監控電路，結合預失真部件，仿真功率放大器的AM-AM(調幅-調幅)和AM-PM(調幅-調相)的非線性特征。但是，精確仿真功放管在各種環境、饋電電壓、工作頻率、功率電平等條件下的AM-AM、AM-PM特性是非常困難的，所以，實現的線性化指標、自適應工作帶寬不甚理想。因此，目前此類線性功率放大器仍處于實驗室和小批量生產階段，或者作為前饋式線性功率放大器的輔助實現手段。

前饋線性化方法主要是指前饋線性放大器通過耦合器、衰減器、合成器、延時線、功分器等組成兩個環路。射頻信號輸入后，經功分器分成兩路。一路進入主功率放大器，由于其非線性失真，輸出端除了有需要放大的主頻信號外，還有三階交調干擾。從主功放的輸出中耦合一部分信號，通過環路1抵消放大器的主載頻信號，使其只剩下反相的三階交調分量。三階交調分量經輔助放大器放大后，通過環路2抵消主放大器非線性產生的交調分量，從而了改善功放的線性度。這種方法受環境溫度，工作電壓等因素影響較小，線性化指標較高，工作帶寬較寬。但是，這種技術雖然較為成熟，但是對于中小功率的功放，采用這種方法成本較高，調試相對麻煩，不利于大規模生產。

功率回退是比較簡單易行的線性化手段，應用也非常普遍。其原理很簡單，即選用大功率器件降額使用，使功率管工作在線性度最好的狀態。輸入功率減小1dB時，三階交調系數改善2dB。這時候的輸出功率都會遠低于功放管的1dB壓縮點。但是由于使用這種方法獲得較好的線性，需要較多的功率回退，所以對于大功率功放線性功放的實現上就有較大的瓶頸，大大限制了大功率線性功放的開發。

綜上所述，在中小功率功放的實現上，有必要設計一種成本更低，模塊復雜度更低，可靠性更高，生產效率較高，更加適合作為規模化生產的功率功放裝置。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種線性功率放大裝置，使得成本更低，模塊復雜度更低，可靠性更高，生產效率較高，更加適合作為規模化生產。

一種線性功率放大裝置，包括兩大功能電路：射頻放大電路，檢測和控制電路，其中，所述射頻放大電路包括依次串連的第一功率放大器，溫補電阻、第二功率放大器、數控衰減器、第三功率放大器、第四功率放大器和環形器，射頻放大電路通過四個功率放大器將輸入的射頻信號進行線性放大，同時數控衰減器加入數控衰減，從而配合整機需要調整增益；所述的檢測和控制電路包括檢波電路和具有自動增益控制功能的第一級放大管組成的ALC控制回路，以對整個電路的最大輸出功率進行控制；分別與環形器輸入端和反向輸出端耦合的輸出功率檢測電路和反射功率檢測電路，以對輸出功率及反射功率進行檢測。

所述輸出功率檢測電路包括依次串連的單片機、放大管、檢波管、負載電阻，檢波管至負載電阻之間與第四功率放大器至環形器耦合，通過耦合得到耦合輸出信號，通過檢波管得出一組與輸出功率變化相對應的線性的一組電壓值，然后通過放大管放大，去耦送入單片機，實現對輸出功率的準確監控。

所述反射功率檢測電路包括依次串連的單片機、放大管、檢波管與第一負載電阻，環形器與第二負載電阻相連，檢波管至第一負載電阻之間與環形器至第二負載電阻之間耦合，通過耦合得到耦合輸出信號，通過檢波管得出一組與輸出功率變化相對應的線性的一組電壓值，然后通過放大管放大，去耦送入單片機，實現對輸出反射功率的準確監控。