[發明專利]改善射頻功率放大器線性度的方法及裝置

有效

• 申請號: 201310414566.4
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103475315A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 何松柏;王顯飛;侯憲允;任芹;黃超意;馬力;江中坡;游飛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

1.?一種改善射頻功率放大器線性度的方法，所述射頻功率放大器具有主功放，用基于模擬預失真的前饋法改善該主功放的線性度，步驟是：

1）采集射頻輸入輸出信號，并調整射頻輸出信號的功率；

2）運用模擬預失真法，產生誤差信號，輸出預失真信號，并對主功放初步線性化；

3）調整模擬預失真的誤差信號，保證輸出的誤差信號與主路信號的幅值相等而相位相反；

4)?運用誤差抵消法，抵消主路信號的失真成分；

5）運用自適應控制方法，利用射頻輸入輸出信號，經過數字信號處理，輸出控制信號，進一步優化前饋系統的線性化效果。

2.一種改善射頻功率放大器線性度的裝置，該裝置包括：

-射頻信號采集電路，采集射頻輸入輸出信號，并調整射頻輸出信號的功率；

-模擬預失真器，產生誤差信號，輸出預失真信號，并對主功放初步線性化；

-誤差信號調整電路，調整模擬預失真器輸出的誤差信號，保證輸出的誤差信號與主路信號的幅值相等相位相反；

-誤差抵消環路，由模擬預失真器、主功放、延遲線、誤差信號調整電路、功合器構成，抵消主路信號的失真成分；

-自適應控制電路，利用射頻輸入輸出信號，經過數字信號處理，輸出控制信號，進一步優化前饋系統的線性化效果。

3.如權利要求2所述的改善射頻功率放大器線性度的裝置，其特征在于，所述的射頻信號采集電路，至少包括耦合器（100）、耦合器（700）和衰減器（800）；將射頻輸入信號和射頻輸出信號耦合一部分，作為自適應控制電路的輸入信號，經衰減器（800）調整耦合的射頻輸出信號功率；耦合器（100）的輸入端連接射頻輸入信號，直通端連接模擬預失真器（200），耦合端連接自適應控制電路（900）；耦合器（700）的輸入端連接功合器（600）的輸出端，直通端輸出射頻信號，耦合端連接衰減器（800）；衰減器（800）的輸出端連接自適應控制電路（900）。

4.如權利要求2所述的改善射頻功率放大器線性度的裝置，其特征在于，所述模擬預失真器（200），至少包括功分器（201），衰減器（202），延遲線（203），誤差信號產生單元（204），耦合器（205），矢量調制器（206），功合器（207）；在模擬預失真器內部，功分器（201）的一路輸出信號經過衰減器（202）、延遲線（203）到達功合器（207），另一路信號經誤差信號產生單元（204）、耦合器（205）、矢量調制器（206）到達功合器（207）；在模擬預失真外部，功分器（201）的輸入端連接耦合器（100）的直通端，功合器（207）的輸出端連接主功放（300）的輸入端；該模擬預失真器（200）輸出兩路信號，經耦合器（205）的耦合端輸出誤差信號，作為誤差信號調整電路（500）的輸入信號，經功合器（207）輸出的預失真信號，作為主功放（300）的輸入信號；該模擬預失真器（200）使用矢量調制器（206）代替傳統的衰減器、移相器的級聯組合，便于自適應控制。

5.如權利要求2所述的改善射頻功率放大器線性度的裝置，其特征在于，所述誤差信號調整電路（500），至少包括誤差放大器（501），矢量調制器（502），副功放（503）；誤差放大器（501）的輸入端連接耦合器（205）的耦合端，輸出端連接矢量調制器（502）的射頻輸入端，矢量調制器（502）的控制端連接自適應控制電路（900）的輸出端，輸出端連接副功放（503）的輸入端，副功放（503）的輸出端連接功合器（600）的一個輸入端；誤差放大器（501）是線性放大器，把小信號誤差信號線性放大，便于矢量調制器（502）調節；矢量調制器（502）根據自適應控制電路輸出的控制信號，調整誤差信號的幅值和相位；副功放（503）將誤差信號的功率提高到所需要求。

6.如權利要求2所述的改善射頻功率放大器線性度的裝置，其特征在于，所述誤差抵消環路，至少包括模擬預失真器（200），主功放（300），延遲線（400），誤差信號調整電路（500），功合器（600）；為了保證上下兩路信號延遲對準，設計了延遲線（400），延遲線的輸入端連接主功放的輸出端，輸出端連接功合器（600）的一個輸入端；功合器的另一個輸入端連接誤差信號調整單元的輸出端；通過功合器（600）把誤差信號饋入主路信號，抵消主路信號的失真成分。

7.?如權利要求2所述的改善射頻功率放大器線性度的裝置，其特征在于，所述自適應控制電路（900），至少包括下變頻（901），抗混疊濾波器（902），ADC（903），DSP（904），DAC（905），重構濾波器（906），時鐘管理（907）；下變頻（901）的兩個輸入端連接射頻信號采集電路的輸出端，輸出端連接抗混疊濾波器（902），抗混疊濾波器（902）的輸出端連接ADC（903）的輸入端，ADC（903）的輸出端連接DSP（904）的輸入端，DSP（904）的輸出端連接DAC（905）的輸入端，DAC（905）的輸出端連接重構濾波器（906）的輸入端，重構濾波器（906）的輸出端連接矢量調制器（205）的控制端和矢量調制器（502）的控制端，時鐘管理（907）的時鐘輸出分別連接ADC（903）、DSP（904）、DAC（905）的時鐘引腳；下變頻電路（901）將射頻信號的頻譜搬移到中頻信號；抗混疊濾波器（902）的設計要滿足低通采樣的要求；ADC（903）和DAC（905）的器件選取需考慮位寬和采樣的要求；重構疊濾波器（906）的設計截止頻率為DAC（905）采樣率的一半，完成輸出信號的整形；DSP（904）是自適應控制電路的核心部分，完成所有的信號處理，包括數字下變頻，信號對齊，自適應算法，信道均衡以及IQ補償；時鐘管理（907）為ADC（903）、DSP（904）、DAC（905）提供參考時鐘，須具有較高的時鐘穩定度。