[发明专利]高效率超线性DFFA移动宽带通信功率放大器无效
申请号: | 200710035730.5 | 申请日: | 2007-09-13 |
公开(公告)号: | CN101388706A | 公开(公告)日: | 2009-03-18 |
发明(设计)人: | 陈意辉 | 申请(专利权)人: | 陈意辉 |
主分类号: | H04B7/14 | 分类号: | H04B7/14;H04L25/49;H03F1/32 |
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地址: | 410000湖南省长沙市*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 高效率 线性 dffa 移动 宽带 通信 功率放大器 | ||
技术领域:
本发明涉及一种移动宽带通信功率放大器技术,具体涉及一种高效率超线性DFFA(Doherty & Feed Forward Linear Power Amplifiers)移动宽带通信功率放大器技术。
背景技术:
移动宽带通信正在由3G朝B3G及4G演进,WIMAX计算机宽带移动通信正在由802.16e朝802.16m及4G演进,调制采用XQAM与OFDM调制技术,其核心技术是要求在高峰均比信号条件下实现高效率、高线性及高稳定宽带大功率放大,随着公共信息广域覆盖基站与中继站的出现,要求有AVG平均功率可达50W-1000W的超大功率放大。
现有的DPD数字预失真功率放大技术能改善线性度,与Doherty技术结合能大幅度提高效率,但DPD数字预失真功率放大技术存在带宽窄的问题,难以满足移动宽带通信功率放大的需要;DPD数字预失真功率放大技术对线性度的改善通常为10-15dB,而高阶QAM(≥16QAM)与OFDM调制要求线性度改善为20-25dB;DPD数字预失真功率放大技术需要更改算法与拟合曲线,难以现代移动通信演进的需要;DPD数字预失真功率放大技术输入信号为数字基带信号,而移动宽带通信中继站为了降低成本,通常采用RF射频放大,DPD数字预失真功率放大技术难以满足上述中继站的需要。
现有的FFA前馈自适应功率放大技术线性改善明显,并具有自适应稳定控制、工作带宽宽、适应多制式与多模工作及RF射频放大等一系列优点,但存在以下问题:线性度改善范围有限,一般互调抑制为15-20dBC,实际中有时需要抑制20-25dBC;效率低,一般只有8-18%,导致成本高,且发热过大,影响可靠性;自适应控制时间长,一般采用单片机、ARM、FPGA或DSP方式控制,由于程序运行有一定的时间加上算法复杂,达到自适应稳定的时间长;难以满足高峰均比信号高效率放大的需要;失真延时线对功率损耗大,限制了大功率放大。
Doherty放大技术能显著提高放大效率,但现有的技术存在以下问题:要求载波功放与峰值功放在不同的温度与输入功率条件下相位与增益完全匹配实现高效率放大;而主功放与峰值功放的相位、增益、线性度与效率均为温度与输入信号强度的函数,难以满足Doherty理想放大的要求;现有的Doherty放大技术为两级放大结构,在峰均比为6dB以内时,能实现高效率,但现代数字地面电视RF功率放大要求在峰均比为12-16dB时实现高效率与高线性放大,现有的技术难以满足这一要求;现有的Doherty放大技术一般针对器件级实现高效率放大,在实现超大功率放大时,采用对多个Doherty模块进行功率合成的结构将十分复杂。
发明内容:
本发明的目的是提出新的FFA前馈放大、新的Doherty放大、新的自适应与自愈合控制方法并将其有机结合,得到一种高效率、超线性、高速自适应及自愈合控制的大功率移动宽带通信功率放大器,可以用于移动宽带通信基站,还可用于其中继站与计算机宽带移动通信基站及中继站,还能兼容用于各种制式的数字地面电视发射传输,本发明总的是这样实现的:
所述新的FFA前馈放大总方法:它采用高隔离对消技术与矢量调制器方式,实现高精度对消,提高信号对消环与失真对消环的对消度,从而达到降低误差功放的功率、提高线性度速稳定平衡精密控制。为了便于自锁控制信号的提取,采用导频信号模拟失真信号,为了更好的实现自锁控制信号的提取,它可把两个音频信号以IQ调制的方式调制在导频信号上,从而增加了提取自锁控制信号时的抗带外干扰能力;它在失真对消时,采用残留导频混频滤波及IQ解调均方根运算,解决现有前馈自适应功率放大器残留导频检测难题;它可在双环前馈技术的基础上,低成本增加一个信号对消环进一步提高信号对消度,以降低失真对消环的失真放大功率,低成本增加一个失真对消环进一步提高线性度。
所述新的Doherty前馈放大总方法:它对现有的两级Doherty放大,采用温补衰减与线性温补技术,以保持主功放与峰值功放的增益与线性度在温度变化时大体不变;当输入信号变化引起主功放与峰值功放效率不同时,它采用偏压控制,使其一直保持高效率;当工作温度与输入信号强度变化而导致主功放与峰值功放的增益与相位失配时,它采用增益与相位锁定技术使得二者保持良好匹配。它在两级Doherty放大的基础上,采用三级或四级置换法实现12-18dB高峰均比条件下的高效率放大,采用并联结构或并联置换结构实现12-18dB峰均比条件下的高线性放大;其末级与末前级均采用Doherty技术。
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