[發(fā)明專利]一種利用幅相偏差顫動(dòng)的射頻功率放大裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011340159.X
• 申請(qǐng)日: 2020-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112615593A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉大可;劉劭晗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 極芯通訊技術(shù)（南京）有限公司
• 主分類號(hào): H03F1/32
• 分類號(hào): H03F1/32;H03K7/10
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張睿

本發(fā)明提供一種利用幅相偏差顫動(dòng)的射頻功率放大裝置，該裝置可以提升脈寬幅度調(diào)制和延遲相位調(diào)制的分辨率，該裝置包括：輸入模塊獲取量化斬波脈寬控制信號(hào)和量化相位延遲控制信號(hào)；脈寬抖動(dòng)模塊將量化斬波脈寬控制信號(hào)的第一預(yù)設(shè)區(qū)間等分為第一預(yù)設(shè)數(shù)值個(gè)子區(qū)間，獲取抖動(dòng)后的脈寬控制信號(hào)；脈寬調(diào)制模塊獲取抖動(dòng)后的脈寬斬波信號(hào)；相位抖動(dòng)模塊將量化相位延遲信號(hào)的第二預(yù)設(shè)區(qū)間等分為第二預(yù)設(shè)數(shù)值個(gè)子區(qū)間，獲取抖動(dòng)后的相位控制信號(hào)；相位調(diào)制模塊獲取在抖動(dòng)后的脈寬斬波信號(hào)上進(jìn)一步調(diào)制延遲相位信號(hào)；輸出模塊獲取并發(fā)射調(diào)制、功放、濾波后的射頻頻率信號(hào)。本發(fā)明提高了脈寬幅度調(diào)制系統(tǒng)的幅度調(diào)制精度和延遲相位調(diào)制系統(tǒng)的相位調(diào)制精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信和電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用幅相偏差顫動(dòng)的脈寬調(diào)制射頻功率放大裝置。

背景技術(shù)

隨著通信速率的不斷提高，無(wú)線通信系統(tǒng)重新回到幅度調(diào)制，尤其是正交頻分復(fù)用(簡(jiǎn)稱OFDM)和高階正交幅度調(diào)制(簡(jiǎn)稱xQAM)的引入，對(duì)射頻功放的幅度和相位線性保真度提出了及其苛刻的要求。

但是目前任何類型的射頻功放管都是非線性的，需要數(shù)字預(yù)失真(簡(jiǎn)稱DPD)和回退技術(shù)，來(lái)保證發(fā)射到空間的信號(hào)與調(diào)制信號(hào)一致，這使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度增加，同時(shí)能量的極大浪費(fèi)。4G、5G、WiFi和WiMAX等移動(dòng)通信的主要功耗、設(shè)計(jì)難度都與非線性射頻功放器件有關(guān)。

對(duì)此，提出了利用開(kāi)關(guān)型非線性功放來(lái)實(shí)現(xiàn)線性放大，其原理是，任何一種調(diào)制都能夠表達(dá)成RFS＝Asin(ωt+φ)，其中，RFS是已經(jīng)調(diào)制了的載有基帶信號(hào)的射頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)直角坐標(biāo)系到極坐標(biāo)系的變換之后，A是幅度和基帶對(duì)幅度的調(diào)制，ω是射頻頻率，t是時(shí)間，φ是相位和基帶對(duì)相位的調(diào)制，按照這個(gè)公式，可采用脈寬調(diào)制方法。

其方法是：脈寬調(diào)制頻率F_PWM是系統(tǒng)射頻F_RF的數(shù)倍，高階復(fù)雜調(diào)制要求F_PWM是F_RF的數(shù)百倍以上，用F_PWM控制對(duì)F_RF正弦等幅度信號(hào)波形進(jìn)行斬波，將調(diào)制幅度變換為斬波脈沖寬度，并將調(diào)制相位變成對(duì)斬波后信號(hào)的延遲，這樣就完成了對(duì)任意基帶信號(hào)在射頻信號(hào)上的調(diào)制。

這種調(diào)制被稱為脈寬幅度調(diào)制和延遲線相位調(diào)制技術(shù)，調(diào)制后對(duì)斬波和延遲的信號(hào)進(jìn)行無(wú)失真功率放大。在發(fā)射到空間之前的發(fā)射天線入口處對(duì)斬波信號(hào)進(jìn)行FRF的射頻濾波，過(guò)濾后的信號(hào)即為具有足夠能量的、已經(jīng)調(diào)制的、系統(tǒng)所需的RFS＝Asin(ωt+φ)大功率信號(hào)。

上述傳統(tǒng)脈寬幅度調(diào)制和延遲線相位調(diào)制技術(shù)最大的問(wèn)題是器件的物理極限。隨著頻譜資源的枯竭和基帶帶寬的增加，系統(tǒng)射頻F_RF已經(jīng)到了數(shù)千兆赫茲。同時(shí)目前具有大功率片上引腳的工藝節(jié)點(diǎn)都不是最先進(jìn)的，因此斬波和放大器件的最高工作頻率F_PWM僅能達(dá)到幾萬(wàn)兆赫茲，僅是F_RF的十倍或幾十倍(遠(yuǎn)未達(dá)到數(shù)百倍)，是基帶帶寬(簡(jiǎn)稱F_BB)的幾十倍到百倍。

脈寬調(diào)制的量化誤差嚴(yán)重，分辨率低，調(diào)制精度受限，因此通過(guò)傳統(tǒng)的正交頻分復(fù)用和高階正交幅度調(diào)制無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜高階調(diào)制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用幅相偏差顫動(dòng)的射頻功率放大裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中脈寬調(diào)制量化誤差大的缺陷，以達(dá)到可實(shí)現(xiàn)在數(shù)千兆赫茲載頻下通過(guò)正交頻分復(fù)用和高階正交幅度調(diào)制實(shí)現(xiàn)復(fù)雜高階調(diào)制的目的。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用幅相偏差顫動(dòng)的射頻功率放大裝置，包括：輸入模塊、脈寬抖動(dòng)模塊、脈寬調(diào)制模塊、相位抖動(dòng)模塊、相位調(diào)制模塊和輸出模塊，其中：

所述輸入模塊用于獲取調(diào)制信號(hào)對(duì)應(yīng)的幅度和相位，獲取量化斬波脈寬控制信號(hào)，并用所述幅度控制信號(hào)對(duì)射頻震蕩信號(hào)進(jìn)行斬波，并對(duì)所述相位進(jìn)行量化延遲，獲取量化相位延遲信號(hào)；