[發明專利]高效率LINC發射機

無效

• 申請號: 200810046526.8
• 申請日: 2008-11-11
• 公開（公告）號: CN101478319A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 何松柏;鄧向科;游飛;李曉東;尹世榮
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04;H04B7/005
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種高效率LINC發射機。

背景技術：

隨著移動通信向高速率、大容量、寬帶方向發展，對射頻前端要求也越來越高。近些年來對于射頻發射機來說，必須考慮寬帶、高速、高PAPR(峰均功率比)和信號高質量等引起的新的要求，特別是發射機的高效率和高線性已經成為人們關心的焦點。使用非線性器件的線性放大技術--LINC(Linear?Amplification?With?Nonlinear?Component)技術自提出以來，由于其極高的效率和線性成為最具潛力的發射機技術之一，傳統LINC發射機框圖如圖1所示。通過一個信號分離模塊10將同時包含幅度和相位信息的輸入信號分離成兩路包絡恒定但相位變化的信號，之后經調制器21和調制器22將兩路信號調制到射頻，然后用兩個非線性高效率的功率放大器31和功率放大器32放大，最后用合成器40將兩路信號合成輸出。這種結構由于可以使用高效率的非線性放大器(如B類和開關類放大器)從而使整個發射機的效率很高，而且由于通過放大器的信號為恒包絡的信號，所以放大器的非線性失真對被放大信號沒有影響，信號以恒定的增益G被放大，所以這種結構同時具有很高的線性。對本領域的技術人員來說，圖1的傳統的LINC發射機結構是公知的，在此不做詳細描述。

在對現有技術的研究和實踐過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

雖然圖1的傳統LINC發射機在線性方面優于其它的發射機結構，尤其在低功率電平下其線性幾乎可以認為是理想的。但其在效率方面卻有待提高，雖然LINC結構可以使用高效率的非線性放大器，使得發射機的效率得到一定的提高。但整個發射機的效率由功率放大器和合成器的效率共同決定。而合成器的效率和輸入信號的幅度密切相關，對于高峰均比的輸入信號傳統LINC發射機很難在功率合成時保持高的平均效率，所以傳統的LINC發射機受限于信號的高峰均比，很難在一個大的功率電平范圍內保持高效率。

發明內容

本發明實施例要解決的技術問題就是要提供一種高效率的LINC發射機，能夠完成對高峰均比信號的線性放大并且在功率合成時保持非常高的平均效率。

為解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案實現的：

本發明實施例提供一種新的信號分離的方法，在信號分離前，通過對輸入信號的幅度進行提取，并根據預先設定的門限r_th將輸入信號按照幅度大小分為兩類。對于包絡幅度小于所設門限的信號在信號分離時用門限電平值r_th代替傳統的LINC信號分離方法中的r_max；對于包絡幅度大于所設門限的信號在分離時仍使用傳統LINC信號分離方法中的r_max。這種信號分離方法通過將高峰均比的輸入信號按幅度大小分別處理，減小了分離后信號的異相角θ，從而保證了信號在合成時的高效率。此外，本發明還通過提取信號分離時的異相角θ，控制合成器的輸入阻抗，從而提高了合成器的瞬時效率。

該高效率LINC發射機包括：數字信號處理單元，完成對基帶信號的處理和對發射機的控制；模擬信號處理單元，把數字基帶信號轉換成模擬基帶信號并直接通過正交調制到發射載頻；放大單元，完成對射頻信號的放大；合成單元，對兩路信號進行合成輸出

該數字信號處理單元最好包括一個包絡檢波器，用來提取輸入信號的幅度信息；一個門限判決器，用來將輸入信號的幅度與門限值進行比較；一個信號分離器，完成對輸入信號的分離；一個反余弦差值表，將輸入信號幅度映像成信號分離時的異相角；一個相位控制器，根據信號分離時的異相角輸出對數字移相器的控制信號。

該模擬信號處理單元最好包括一個D/A(數/模)轉換器，用來將數字信號處理單元輸出的數字信號轉換成模擬信號；一個正交調制器，用來把基帶模擬信號正交調制到射頻；一個本地振蕩器，用來提供一個振蕩信號以便正交調制器操作。

該放大單元最好包括一個高效率的非線性功率放大器，完成對射頻信號的放大。

該功率合成單元最好包括一個數字移相器，控制合成器的輸入阻抗；一段四分之波長微帶線。

附圖說明

圖1為現有技術提供的傳統LINC發射機的結構框圖

圖2為本發明實施例提供的高效率LINC發射機的結構框圖

圖3為本發明實施例提供的高效率LINC發射機的信號分離示意圖

圖4為傳統LINC發射機分離后信號的θ分布和本發明實施例提供的高效率LINC發射機的θ分布的對比圖

圖5為本發明實施例提供的合成器的合成效率曲線隨β的變化