[发明专利]一种自适应预失真功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是一种自适应预失真功率放大器。

背景技术

目前在移动通信网络中运行的直放站数以万计，这些直放站基本上采用AB类放大器，设备的效率比较低，满负荷工作时的功耗极大。数量如此庞大的设备，常年运行下来，电力消耗是一个极大的数目，对安装环境的电力供应以及运营商的日常运行开支要求极高，也不符合工信部提出的节能减排的要求。直放站设备中的能耗主要集中在覆盖区方向的射频大功率功放上，针对射频大功率功放的效率优化，能提高直放站设备的效率，降低直放站的能耗，减少运行中的能耗开支。

在无线通信系统中，为满足接收设备的信号强度，无线射频信号的发射需要较高的功率，需要功率放大器把射频信号放大到一定的幅度。而在现代无线通信系统中，为了提高频谱利用率，解决日益紧张的频谱资源问题，采用非恒包络调试的高阶调制方式，比如QAM、QPSK、OFDM调制。功放通常工作在放大器的非线性区域，由幅度失真（ＡＭ-ＡＭ）、相位失真（ＡＭ-ＰＭ）引起的失真产物使信号严重失真，结果是破坏了信号的完整性，恶化接收设备的误码率；且失真产物导致的频谱再生使得相邻信道的干扰严重，再次导致频谱利用率下降。同时，为了达到节能减排的目标，采用高效率的Doherty功放设计技术。Doherty功率放大器以牺牲线性指标来实现较高的效率，同样满足不了现代无线通信的要求。现有技术上通常采用数字预失真、模拟预失真技术与其配合。数字预失真技术，改善效果最佳，但其成本较高，常规模拟预失真技术，成本低廉，但是改善效果不理想，对于宽带高阶调制信号通常只有3-5dB改善量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自适应预失真功率放大器，实现射频功率放大器的效率优化。

本发明采用以下方案实现：一种自适应预失真功率放大器，包括一预失真模块，其特征在于：所述预失真模块的第一输入端连接一输入耦合器的耦合端；所述输入耦合器的输入端接收输入信号通过一输入放大器后的放大信号，所述输入耦合器的输出端通过一延迟线连接一矫正耦合器的输入端，所述输入耦合器的隔离端通过负载接地；所述矫正耦合器的隔离端通过负载接地，所述矫正耦合器的输出端连接一主功率放大单元的输入端，所述矫正耦合器的耦合端连接所述预失真模块的输出端，矫正耦合器的信号走向为从预失真模块耦合信号到信号主传输线上（即主功率放大单元的输入端）；所述主功率放大单元的输出端连接一反馈耦合器的输入端；所述反馈耦合器的耦合端连接所述预失真模块的第二输入端，所述反馈耦合器的输出端连接一环形器的输入端，所述反馈耦合器的隔离端通过负载接地；所述环形器的隔离端通过负载接地，所述环形器的输出端作为所述自适应预失真功率放大器的输出端。

在本发明一实施例中，所述主功率放大单元采用Doherty设计，提高了整个功放的效率，降低了功放的功耗。

在本发明一实施例中，所述主功率放大单元包括一推动放大器、一3dB电桥、一波载放大器、一峰值放大器、一Doherty阻抗变换器；所述推动放大器的输入端作为所述主功率放大单元的输入端，所述推动放大器的输出端连接所述3dB电桥的第一输入端，所述3dB电桥的第二输入端通过负载接地，所述3dB电桥的第一输出端连接所述波载放大器的输入端，所述3dB电桥的第二输出端连接所述峰值放大器的输入端；所述波载放大器的输出端连接所述Doherty阻抗变换器的第一输入端；所述峰值放大器的输出端连接所述Doherty阻抗变换器的第二输入端；所述Doherty阻抗变换器的输出端作为所述主功率放大单元的输出端。

在本发明一实施例中，所述预失真模块采用单片预失真集成电路，在功放的输入电平、输入频率、功放工作温度产生变化时，无需人工干预，能够自适应完成预失真算法及矫正功能。

本发明的优点在于以下几点：

1.所述主功率放大器采用Doherty设计，提高了整个功放的效率，降低功放的功耗；

2.使用软件无线电技术，在射频域上对功放的反馈信号中的失真分量进行检测，通过自适应算法生成需要的预失真信号；

3.预失真模块采用单片预失真集成电路，在功放的输入电平、输入频率、功放工作温度产生变化时，能自适应重新生成预失真信号，在比较宽的应用范围内自适应工作；

4.通过拾取功放输出信号的一部分作为反馈信号，与主功率放大器的输入信号比较，判断功放产生的失真分量，再产生相位相反，有一定幅度的预失真信号，叠加在主功率放大器的输入信号上，达到消除或者降低功放失真分量的目标；