[發明專利]高效率數字電視發射機的多合體系統及其實施方法

在審

• 申請號: 201410173626.2
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103945149A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 蘭建伙;劉宇;陳駿;孫堪如;曾惠忠
• 申請（專利權）人: 上海東洲羅頓通信股份有限公司
• 主分類號: H04N5/38
• 分類號: H04N5/38
• 代理公司: 上海明成云知識產權代理有限公司 31232
• 代理人: 常明

技術領域

本發明屬于通信領域，涉及一種高效率數字電視發射機的多合體技術，具體為一種多合體系統及其實施方法。

背景技術

隨著數字電視技術的飛速發展，頻譜利用率較高的OFDM調制方式得到了廣泛應用。這些調制信號的一個共同特點是信號功率的平均值和包絡峰值存在差異，造成了峰均值比較大，這就要求放大器必須具有良好的線性特性。否則，受非線性的影響，就會導致信號頻譜再生，造成MER指標的劣化，從而影響信號的覆蓋質量。為了滿足發射動態范圍內的線性度，要求系統中的功放必須工作在飽和回退區域。

傳統的功率放大器設計中，線性和效率這兩個重要指標是互相沖突的。如何在寬線性范圍內保持高效率，已經成為當今功放設計中最具挑戰性的任務。在大功率數字電視發射機中，高功率放大器對整機的價格具有決定意義，同時，高功率放大器也是數字電視發射機中最大的耗能部件，其效率是一項重要設計指標。高效率能夠節約能源，降低功放散熱系統的設計復雜度，提高功放的穩定性，從而達到降低建設和運行成本的目的。

隨著數字電視技術的飛速發展，如何提高設備的線性和效率，就成了關鍵，多合體技術就是提高設備的線性和效率的關鍵技術。

發明內容

本發明的任務是提供一種高效率數字電視發射機的多合體系統及其實施方法，應用多合體技術，解決了數字電視發射機的高線性度和高效率問題；在完全滿足系統線性要求的情況下，可以大幅度提升效率，能夠將傳統的大功率數字電視發射機10%～13%的效率提升到30%～35%，極大地節約了能源，降低了成本。

本發明的技術解決方案如下：

一種高效率數字電視發射機的多合體系統，它包括射頻輸入RFin、功率分配器PS、主放大器MAIN、輔助放大器AUX、波長傳輸線QWTL以及負載Load；

其中：射頻輸入RFin接功率分配器PS，功率分配器PS另一端分別接主放大器MAIN和輔助放大器AUX，主放大器MAINS另一端接波長傳輸線QWTL，輔助放大器AUX另一端分別接波長傳輸線QWTL和負載Load。

所述高效率數字電視發射機的多合體系統的實施方法，射頻輸入RFin信號經功率分配器PS后，其中一路送到主放大器MAIN，經主放大器放大后送到四分之一波長傳輸線QWTL；射頻輸入RFin信號經功率分配器PS后的另一路送到輔助放大器AUX，經放大后送到四分之一波長傳輸線QWTL，經四分之一波長傳輸線QWTL處理后輸出。

本發明應用多合體技術，使用主副管的雙管結構，采用獨立的偏置電路和匹配電路，采用負載牽引理論和主副管合并技術，配合數字預失真技術，使高功率放大器的高線性和高效率達到完美結合。

本發明的高效率數字電視發射機的多合體系統及其實施方法應用多合體技術，其中高功率放大器在完全滿足系統線性要求的情況下，使效率大幅度提升，能夠將傳統的大功率數字電視發射機10%～13%的效率提升到30%～35%，極大地節約了能源。采用多合體技術和數字預失真技術的大功率數字電視發射機具有高效率、高線性度和高可靠性的特點，同時，能夠使設備結構緊湊、成本低廉。

采用多合體技術的高效率數字電視發射機具有以下主要功能：

1、兩個不同類型的功放管協同工作，保證高效率。采用AB類功放管，主管在電壓電平下放大載波功率，從而保證高效率；采用C類功放管，副管在調制峰值時提供額外的電壓。

2、采用不同的電壓偏置電路和獨立的匹配電路。采用不同的電壓偏置電路精細化調節功放管的工作狀態，同時，運用溫度補償電路來保證功放管的溫度穩定性；獨立設計主副管的前后級匹配電路，同時設計90°的合路器和帶90°偏移的阻抗變換器來合成主副放大器，使功率放大器達到最佳效果。

3、四分之一波長傳輸線的合路電路用于實現主管和負載之間合理的負載調制。在主管電壓達到飽和時減小主管阻抗，從而加大電流來保證效率不變。

采用多合體技術的高效率數字電視發射機形成產品的如下優勢：

1、整機高效、節能減排。傳統的高功率放大器占據數字電視發射機整機功耗的比例很大。采用多合體技術、負載牽引技術、四分之一波長傳輸線傳輸能顯著地提高高功率放大器效率。單級效率能夠達到50%，整機效率能夠達到30%～35%，大大降低了發射機的整機功耗，極大地節約了能源。

2、線性度好。采用多合體技術的高功率放大器，在輸出功率回退6dB的區域范圍內PAE較高時，放大器仍可工作在線性區域。同時，采用線性化系統的數字預失真技術，大大地提高了整機的線性度，完全滿足了高峰均比的調制信號對整機的指標要求。