[发明专利]高效率线性LINC发射机

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种高效率线性LINC发射机。

背景技术

在现代无线通信系统中，效率和线性始终是发射机的两个关键因素。通常情况下，研究 者们要么单独实现了高效率的指标，要么单独实现了高线性的指标，单追求一个指标的完美意 义已经不大。但是要将两个指标都较好的在同一个发射机中实现，其难度是非常大的。而LINC 技术正好可以解决功率放大器的效率和线性问题，它采用高效率的非线性功率放大器来放大 恒包络的调相信号，这样就可避免由功放的非线性所带来的不利影响，因而既保证了发射机 的高线性度，又保证了发射机的高效率。所以对LINC发射机的研究成为了目前国内外移动通 信领域的热点问题之一。

传统的LINC发射机原理框图如图1所示：信号分离模块110把一个调幅调相信号分解为 两个恒包络的调相信号，之后由两个正交调制器模块122，124分别对两路基带信号正交调制 到射频，然后通过两个特性完全相同的功放模块132和134，最后利用功率合成器140对两 路信号矢量合成输出。同时为了考虑整机的效率，合成器一般采用非隔离式合成器 (Chireix-outphasing功率合成器)。对本领域的技术人员来说，图1的传统的LINC发射机 结构是公知的，故对各个内部单元在此不做详细描述。

在对现有技术的研究和实践中，发明人发现传统的LINC发射机结构至少存在以下问题：

由于高效率非线性功率放大器(E类或F类)的应用，LINC技术在理论上讲有100％的效 率和极高的线性度，但是这两个结果都是基于理想的功放模型和合成器模型得到的，在实际 电路设计中无法实现。LINC技术中的功率放大由高效率放大器实现，信号的矢量合成则由功 率合成器实现。因此LINC发射机的效率和线性主要受到功率放大器和功率合成器的影响。功 率合成器电路对LINC系统效率起着非常重要的作用，它的功率损耗将严重影响系统效率。尽 管传统的LINC发射机采用非隔离型合成器，对效率进行了改善，但导致系统线性度的严重恶 化。另外通过对非隔离合成器的研究发现，功率合成器的瞬时效率受电路本身特性的影响。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是：提供一种高效率线性的LINC发射机结构，能够进一 步提高非隔离功率合成器平均合成效率，并解决由于合成器的非线性特性所带来的线性度指 标恶化问题，真正实现信号的高效率线性放大。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

本发明实施例根据合成器的特性提供了一种新的基带信号预处理模块，在信号分离前通 过对异相角θ的区间划分，实现信号的分段预失真处理和合成器的输入阻抗实时改变。此种 方法可以更好提高合成器的合成效率和线性度。

该LINC发射机结构包括：信号预处理单元，完成对输入信号分段预失真处理，并通过提 取信号的异相角θ，控制合成器的输入阻抗；信号分离单元，将预失真后的信号分解成两路 恒包络调相信号；模拟上变频单元，把分离后的两路数字基带信号转换成模拟信号并正交调 制到射频；放大处理单元，完成对两路射频信号的功率放大；矢量合成单元，对两路信号进 行功率合成输出。

该信号预处理单元最好包括一个包络检波器，用来提取输入信号的幅度信息；一个反余 弦查值表，得到输入信号幅度对应的信号分离时的异相角；一个相位判决器，用来对异相角 进行区间定位，同时产生区间控制信号；一个延迟单元，保持输入信号通过延迟器的输出信 号与区间控制信号同步；一个查值表模块，对输入信号进行预失真映射；一个可调电位器模 块，根据相位判决器的输出控制信号实时调整电平大小，完成对变容二极管的控制。

该信号分离单元包括一个信号分离器，完成对预失真后信号的分离。

该模拟上变频单元最好包括两个数/模转换器，用来将信号分离单元输出的两路数字信号 转换成模拟信号；两个正交调制器，把两路信号调制到射频；一个本地振荡器，用来提供发 射载波。

该放大处理单元最好包括两个高效率非线性功率放大器，完成对两路信号的功率放大。

该矢量合成单元最好包括两个可控电抗电路，调节合成器的输入阻抗；两段四分之一波 长微带线。

附图说明

通过参照附图的最佳实施例的详细描述，本发明的上述和其它特征以及优点将变得显见， 其中：

图1是传统LINC发射机结构框图；