[發(fā)明專利]發(fā)射機及其基頻處理器與射頻功率放大器的調(diào)制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710001926.2
• 申請日: 2007-01-15
• 公開（公告）號: CN101087147A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪子圣;陳俞安;趙哲寬;李建育;賴昶銘
• 申請（專利權(quán)）人: 財團法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04B7/005;H04L27/26
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 田野

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)射機，更明確地說，本發(fā)明是關(guān)于一種適用于各種無線通訊系統(tǒng)發(fā)射機規(guī)格而達到多模傳輸功能的微波發(fā)射機及其方法。

背景技術(shù)

在無線通訊手持設(shè)備中，主要的直流功率消耗來自于射頻功率放大器。因此，使射頻功率放大器既能具有高線性度而不致讓放大信號失真，并能同時具有高效率以延長通訊時間，一直是射頻功率放大器設(shè)計的研究重點。尤其在未來無線通訊系統(tǒng)中所將廣為采用的正交頻分多任務(wù)(OFDM)數(shù)字調(diào)制技術(shù)具有明顯的時變波包特性，其峰值與平均功率比值(PAPR)遠較現(xiàn)有的無線通訊系統(tǒng)為高，換言之其波包對時間變化較為劇烈，因此對射頻功率放大器的線性度要求也會比較高。

依先前技術(shù)，傳統(tǒng)類型的射頻功率放大器設(shè)計會依循其線性度與效率互為取舍關(guān)系，線性度的要求增加必然造成效率的降低。尤其傳統(tǒng)微波發(fā)射機功率控制在小功率輸出時，仍會維持大功率輸出時的直流偏壓，因而造成直流功率的過度消耗，使得射頻功率放大器的動態(tài)操作效率下降。

針對此問題，在中國臺灣公告第578369號發(fā)明專利揭露一種高效率的功率放大器系統(tǒng)，是依據(jù)功率輸出大小動態(tài)調(diào)整射頻功率放大器供應(yīng)電壓，以降低直流偏壓在小功率輸出時所造成的功率消耗。然而對要放大具有時變波包的射頻調(diào)制載波而言，則必須還要進一步做到射頻功率放大器供應(yīng)電壓緊隨著輸出射頻調(diào)制載波的波包幅度變化做調(diào)整，才能大幅提升其動態(tài)操作效率。

于是，現(xiàn)有文獻中廣為人知的波包消除重建(EER)發(fā)射機架構(gòu)即是應(yīng)用切換式射頻功率放大器，如D類、E類或F類放大器，其輸出射頻載波振幅正比于供應(yīng)電壓的特性，將輸入射頻調(diào)制載波的波包信號與具有相位信息的載波予以分離并且分別傳送至射頻功率放大器的供應(yīng)電壓端及射頻輸入端，讓波包信號能動態(tài)調(diào)制供應(yīng)電壓端而使射頻功率放大器達成高動態(tài)操作效率的目的。

請參考圖1，顯示一種EER發(fā)射機架構(gòu)的方塊圖，該發(fā)射機技術(shù)以模擬電路分離波包信號與相位調(diào)制載波，在輸入端的具有時變動波包的射頻調(diào)制載波經(jīng)過波包檢測器101與限制器102后，便可分離為低頻的波包信號103與無波包變動的相位調(diào)制載波104，其中波包信號103經(jīng)S類調(diào)制器105以調(diào)制切換式射頻功率放大器106的供應(yīng)電壓端，而相位調(diào)制載波104因已不具有波包變動，可由切換式射頻功率放大器106以高效率操作方式予以功率放大。借由切換式射頻功率放大器106的輸出射頻載波振幅正比于直流供應(yīng)電壓的特性將波包信號與放大后的相位調(diào)制載波相結(jié)合，而在發(fā)射機輸出端可以得到放大后具有原時變波包的射頻調(diào)制載波107。

如圖2所示方塊圖，S類調(diào)制器105架構(gòu)包括脈沖寬度調(diào)制器201、切換式放大器202與低通濾波器203，脈沖寬度調(diào)制器201將輸入的波包信號轉(zhuǎn)換為二階式脈沖信號，其脈沖寬度正比于輸入的波包信號幅度，并經(jīng)過切換式放大器202放大后，再通過低通濾波器203即可獲得放大后的波包信號，此架構(gòu)可同時具有高線性度與高效率的特性，但只適合放大低頻的波包信號103。由于EER發(fā)射機所用的切換式射頻功率放大器106及S類調(diào)制器105均具有高效率的特性，能有效降低直流功率的消耗，所以相當適合應(yīng)用在各種無線通訊手持設(shè)備上。

然而，依先前技術(shù)，EER發(fā)射機使用模擬技術(shù)分離波包信號103與相位調(diào)制載波104，最后在輸出端重建所得的射頻調(diào)制載波107其調(diào)制準確度不如傳統(tǒng)微波發(fā)射機利用IQ調(diào)制技術(shù)處理般精確。波包信號103經(jīng)過S類調(diào)制器105的低通濾波器203后，其高頻成份會部分遭到濾除，導(dǎo)致放大后的波包信號在具有高頻成分的低電壓區(qū)會有失真情形，如圖3所示，無法重現(xiàn)該區(qū)域原來極深的凹陷處位置，這會使得輸出端的射頻調(diào)制載波107產(chǎn)生頻譜重增長現(xiàn)象，而難以符合無線通訊系統(tǒng)輸出頻譜的規(guī)范。此外，脈沖寬度調(diào)制器201需要用到能夠產(chǎn)生三角波的信號源，也會提高系統(tǒng)實現(xiàn)的復(fù)雜度并增加輸出端射頻調(diào)制載波107失真的機會。