[发明专利]一种高效线性化射频功率放大装置及方法

权利要求书

1.一种高效线性化射频功率放大装置，其特征在于，所述高效线性化射频功率放大装置包括：

射频功率放大器，用以放大射频信号；

自适应极限环环路，与所述射频功率放大器相连，用以对所述射频功率放大器实施非线性负反馈控制；所述自适应极限环环路输入射频输入信号，输出相位变化随所述射频输入信号调制的脉冲信号；

数字开关电源，与所述自适应极限环环路和射频功率放大器分别相连，用以控制所述脉冲信号跟踪所述射频输入信号的瞬态功率自适应变化；

射频带通滤波器，与所述自适应极限环环路的输出端相连，用以解调所述脉冲信号，并输出放大的射频输入信号。

2.根据权利要求1所述的高效线性化射频功率放大装置，其特征在于：所述高效线性化射频功率放大装置还包括由载波幅度调制信号控制的数字开关电源；所述数字开关电源在载波幅度调制信号的控制下，控制射频功率放大器的输出瞬态功率。

3.根据权利要求2所述的高效线性化射频功率放大装置，其特征在于：所述载波幅度调制信号包含载波瞬时功率受基带幅度调制的信息；所述载波幅度调制信号通过对射频输入信号的检波及滤波获取，或利用基带I和Q信号，通过数字信号处理器实现幅度信号合成获取。

4.根据权利要求1所述的高效线性化射频功率放大装置，其特征在于：所述自适应极限环环路包括减法差分放大器、极限环滤波器、缓冲器；所述减法差分放大器的同相输入端输入所述射频输入信号；所述极限环滤波器的输入端与所述减法差分放大器的输出端相连，输出端与所述射频功率放大器的输入端相连；所述缓冲器的输入端与所述射频功率放大器的输出端相连，输出端与所述减法差分放大器的反相输入端相连；所述缓冲器的电源输入端与所述数字开关电源的输出端相连；所述缓冲器的输出端还与所述射频带通滤波器相连。

5.根据权利要求4所述的高效线性化射频功率放大装置，其特征在于：所述缓冲器为含迟滞的非线性迟滞元件。

6.根据权利要求1所述的高效线性化射频功率放大装置，其特征在于：所述射频功率放大器为开关型射频功率放大器或工作于非线性饱和区的射频功率放大器。

7.一种高效线性化射频功率放大方法，其特征在于，所述高效线性化射频功率放大方法包括以下步骤：

步骤一，采用射频功率放大器放大射频输入信号；

步骤二，采用自适应极限环环路对所述射频功率放大器实施非线性负反馈控制，使所述射频功率放大器输出相位变化随所述射频输入信号调制的脉冲信号；同时采用数字开关电源在载波幅度调制信号的控制下，控制所述脉冲信号跟踪所述射频输入信号的瞬态功率自适应变化；

步骤三，采用射频带通滤波器解调所述脉冲信号，输出放大的射频输入信号。

8.根据权利要求7所述的高效线性化射频功率放大方法，其特征在于，所述步骤二还包括：采用载波幅度调制信号控制所述数字开关电源，进而实现对于自适应极限环环路的自适应控制；所述载波幅度调制信号通过对射频输入信号的检波及滤波获取，或利用基带I和Q信号，通过数字信号处理器合成获取。

9.根据权利要求7所述的高效线性化射频功率放大方法，其特征在于，所述步骤二的详细实现过程为：

采用缓冲器对所述射频功率放大器的输出信号进行缓冲，输出缓冲放大信号；

采用减法差分放大器对所述射频输入信号与所述缓冲放大信号进行比较，输出误差信号；

采用极限环滤波器为所述射频输入信号与所述误差信号提供不同的幅度-相位转移特性，使得误差信号位于所述自适应极限环环路的高频极限环频率附近，远离所述射频输入信号所在频率。

10.根据权利要求9所述的高效线性化射频功率放大方法，其特征在于：所述自适应极限环环路的极限环频率由所述极限环滤波器的转移特性和所述自适应极限环环路的迟滞特性决定；所述极限环频率随射频输入信号的载波幅度自适应变化。

11.根据权利要求10所述的高效线性化射频功率放大方法，其特征在于：所述极限环频率的优化遵循非线性控制理论的幅度-相位准则。