[发明专利]全数字宽带微波发射机及其控制方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及微波传送技术领域，具体为一种全数字宽带微波发射机及其 控制方法。

(二)背景技术

微波发射机是将微波信号放大后发射出去，其关键的部件就是微波功率 放大器。

为了改善微波功率放大器的信噪比，目前国内外通常有四种方法：第一， 功率回退法。即通过损失放大器的增益换取性能优化，这种方法非常简单但 性能改善效果不是非常明显；第二，负反馈校正法。负反馈校正技术因存在 延时、相移等制约条件，使工作带宽受到限制，会影响放大器固有的群时延 特性，对相位条件要求苛刻，宽带情况下极易出现不稳定，在工程应用上有 局限性；第三，前馈线性法。前馈线性化技术关键是误差放大器输出和主放 大器输出在抵消单元进行误差对消，这要求两路信号时延完全相等，并且延 时单元处于大功率工作环境中，延时单元工程实现比较困难，另外，在工程 实现中，要求误差放大器的线性指标应不低于主放大器的线性指标，在发射 机机房温度、电源电压、工作频率、晶体管老化等功放特性变化时，有可能 使误差放大器的线性度变坏，影响前馈校正的性能；第四，数字自适应预校 正法。这种方法将功率放大器的输入信号和输出信号进行检测，并对检测数 据进行分析计算，产生相应的补偿信号，对前端信号进行预加重处理，抵消 非线性产物。数字自适应预校正法是一种比较理想的方法，但由于设计非常 复杂，目前技术尚未成熟。上述四种方法中，一般局限于窄带的情况，频带 越宽效果越差。

目前微波技术的发展趋势是宽带化，要求微波发射机发射信号信噪比高， 发射效率高。

国外的微波功率放大技术和无线数字广播技术发展相对于国内比较超 前，微波功率放大技术和微波发射机已有快速发展。但国外的微波发射机结 构复杂，价格高，难以在国内普及使用。

国内广播电视的发展，迫切需要物美价廉的适用于宽带的数字微波发射 机。

且作为全球地面数字电视四大标准之一的中国地面数字电视标准 《GB20600-2006数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》已 在2006年8月制定，2007年8月得到实施。目前正是国家无线数字电视网、 无线宽带通信网、第三代移动通信网等大规模建设的阶段，设计发射信号信 噪比高、发射效率高、应用于国标地面数字电视标准的宽带微波发射机及其 运行方法迫在眉睫。

(三)发明内容

本发明的目的是设计一种全数字宽带微波发射机，具有宽带频段分割器， 将宽带的工作频带分为多个频段，分别调节各频段的增益再合成，从而限制 功率放大器中的各种噪声功率，提高放大效率和信噪比。

本发明的另一目的是设计一种全数字宽带微波发射机的控制方法，中央 监控器随时根据输入输出信号调节各频段的增益，实现实时预校正，保证信 号失真小。

本发明设计的全数字宽带微波发射机包括自动增益控制器、功率推动级、 功率放大级、大功率合成器、发射输出端、中央监控装置和为各电路模块供 电的电源装置，还包括信号频谱电平检测器、宽带频段分割器、n个电平调 节器及合路器。输入端的宽带多路信号经自动增益控制器后接入宽带频段分 割器，宽带频段分割器输出的n个频段分别连接n个独立的电平调节器，n 个电平调节器接入合路器，合路器后依次连接功率推动级、功率放大级、大 功率合成器后接发射输出端。自动增益控制器和功率放大级的输出信号端接 入频谱电平检测器，频谱电平检测器的输出信号端接入中央监控装置，中央 监控装置的控制端分别连接n个电平调节器、功率推动级、功率放大级和自 动增益控制器。

n个频段分别对应连接的n个独立电平调节器，各电平调节器设定不同 的增益，全数字自适应控制各频段的电平。由于每个频段内的增益不同，形 成不同频段不同增益的斜率和方向各不相同的控制增益折线。

经各电平调节器调整的各频段电平经合路器合成后送入功率推动级提高 输出电平，功率推动级是使电平信号得到低噪声高增益的放大器，将信号电 平放大几千倍甚至上万倍。

功率放大级接收功率推动级的输出，使电平信号低增益大功率放大输出， 放大倍数为几倍到一百倍之间，带载能力达到千瓦级以上，提高功放驱动能 力。功率放大级的输出接入大功率合成器，大功率合成器将多路信号中的各 部分功率放大后同相位的信号低插损合成，送入发射输出接口。

电源装置为发射机内各功能模块提供各种标准电压，并保证足够的功率 和纹波性能。