[发明专利]一种功率放大器幅相控设备及控制方法

说明书

技术领域   

本发明涉及一种功率放大器幅相控设备及控制方法，其应用领域为通信产品和雷达。

背景技术

一般的幅相控制技术在A类， AB类等线性或近线性的放大器中实现，其电路原理框图如图1所示，其幅度和相位控制是在放大器器前小信号进行，但这类放大器效率均很低。

C类、D类等非线性高效率放大器的幅相控制，其电路原理框如图2所示。一般相位在前级小信号处控制，幅度在放大器输出后级控制。在此类放大器中幅相控制的实现受器件水平的限制、特别是衰减器受耐受功率水平的限制，所以一般只能在小功率非线性放大器中实现。

发明内容

本发明提出了一种全新的放大器幅-相控制技术，通过在放大器中采用一对合成支路的相位对称控制，实现对放大器的相位和幅度的任意调节。目的是解决功率放大器、幅相控制总衰减器不再受器件耐受功率水平限制。该技术克服了功率放大器、特别是非线性功率放大器幅相控制中衰减器受耐受功率水平的限制问题，可对任意类型和任意大功率输出的放大器幅相进行控制。

本发明为实现目的所采取的技术方案为：一种功率放大器幅相控制设备，包括功分器、移相器、相位控制器、功率放大器、隔离器、合成器，输入信号经过功分器分成两路信号，每路信号经过移相器、功率放大，隔离器输入到合成器合成输出。其特征在于：所述两路相位控制器输入移相码到移相器，控制移相器同时进行相位移动。其有益效果是：取消了放大器幅相控制中的衰减器。不再受衰减器的耐受功率能力的限制。可对任意类型放大器和任意大功率输出放大器幅相进行控制。 

如上所述的一种功率放大器幅相控制设备，其特征在于：合成器连接有负载。其有益效果是：负载可对合成器不平衡合成的功率进行吸收。

如上所述的一种功率放大器幅相控制设备，其特征在于：所述功率放大器为非线性功率放大器。其有益效果是：取消了放大器幅相控制中的衰减器。不再受衰减器的耐受功率能力的限制。可对任意类型放大器和任意大功率输出放大器幅相进行控制。

一种功率放大器幅相控制方法，输入信号输入到功分器一分二，两路信号分别输入移相器，经移相器移相后输入功率放大器，经放大后通过隔离器输入至合成器合成输出。其特征在于：由相位控制器产生移相码，一路移相器移相码为φ-Δφ，另一路移相器移相码为φ+Δφ，其中φ为基相码△φ为幅度控制移相码。通过对移相器的相位改变实现功率放大器的幅度和相位控制。其有益效果是：通过外部对基相码φ控制可以实现放大器的相位控制，通过对△φ进行控制可以实现对放大器的幅度控制。对两个移相器的相位对称控制，实现对末端幅度的任意调节。

如上所述的一种功率放大器幅相控控制方法，其特征在于：输出功率P随△φ的变化关系为P=P1*P2*cos2（△φ），其中P1、P2为两个功率放大器的输出功率。其有益效果是：通过对相位的控制可以实现放大器的幅度和相位的同时控制。

如上所述的一种功率放大器幅相控控制方法，其特征在于：所述功率放大器为非线性功率放大器。其有益效果是：通过外部对基相码φ控制可以实现放大器的相位控制，通过对△φ进行控制可以实现对放大器的幅度控制，对两个移相器的相位对称控制，实现对输出幅度的任意调节。

 

附图说明

图1线性放大器幅相控制电路原理框图；

图2一般放大器幅相控制电路原理框图；

图3任意放大器幅相控制电路原理框图。

 

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图3是本发明的实现电路原理框图。图中输入功分器的信号一分为二路信号，均经过移相器移相后输出至功率放大器，经过放大器放大后经隔离器输出至合成器。两路经过移相放大的信号在合成器中进行合成后输出。负载的作用是对合成器不平衡合成的功率进行吸收。移相器的移相是由相位控制器进行控制的。

功分器同合成器的端口相位对幅相控制有较大的影响，因此一般对功分器、合成器的相位要求较严格，且指标配对使用。

为了实现大幅度范围及稳定的控制，两个移相器的一致性要好，且能实现0°～360°的移相。

以下以工作频率为1.2GHz，输入功率0dBm，输出功率不小于1000W的幅相控制放大器为例，对本发明进一步进行说明。