[发明专利]一种用于自适应频率补偿的前馈功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及自适应前馈功率放大器。

背景技术

目前通信领域运用最多的线性化技术有数字预失真技术（DPD）和前馈技术。由于前馈技术可实现很宽的带宽，线性校准能力强，加之数字预失真技术目前不支持跳频，前馈技术依旧是多载波基站放大器功放主流的线性化技术。

如图1所示，传统的双环前馈系统的原理：信号输入后经过功分器等功率分配成两路，一路信号经主功放放大后，再经耦合器1耦合一部分信号送到合成器，另一路信号经延时线1后输入到合成器，两路信号在合成器处抵消，提取出主功放的非线性失真信号。提取出的非线性失真信号，经过误差功放放大，输入到耦合器2，耦合器1直通信号经过延时线2后输入到耦合器2，在耦合器2处合路抵消，抵消掉失真信号然后输出。理论上前馈功放就能够很好的抵消失真信号，但是随着放大器的输入频率发生变化，这时环路的幅度和相位参数就出现了失配，前馈系统信号抵消性能就会大大消弱，整个系统的线性度就急剧的恶化。为了使得前馈功率放大器实现很宽的带宽，解决前馈技术中输入不同频率时的影响，保证系统的线性和工作的稳定，必须加入自适应载波对消控制方法。已经得到很好应用的自适应方法有：导频信号检测自适应方法和最小功率检测自适应方法。

导频信号检测方法是在电路中引入一个适当功率大小的导频信号，导频信号进入前馈系统后将被看作一个参考信号而得到一定程度的抵消。如果该导频信号通过前馈环路被抵消了，那么需要抵消的信号也会被前馈环路进行最大的压缩，通过检测导频信号的大小，调节环路中矢量调节器，实现自适应调节。导频自适应存在以下缺点：首先，导频自适应方法的电路非常复杂，成本高；其次，根据导频自适应原理，导频自适应方法会引入一个额外的频率，这个频率的信号是不可能被完全抵消的，这样就会在设备中引入一个附加的杂散。

最小功率检测方法是对信号抵消环路输出功率进行能量检测，以输出功率最小为目标，自动调节矢量调节器，通过这种方式实现自适应控制。最小功率检测方法运用存在很大的局限行，其只能运用在第一环抵消环路，实现误差信号提取的自适应控制。在前馈放大器第二环抵消环路，由于前馈第二环路实现抵消后，主信号的功率将远远大于失真信号，通常大60dBC甚至更多，这样通过功率检测方法根本无法检测到误差信号的功率，因此也就无法判断抵消情况而实现自适应控制。

发明内容

本发明目的是解决前馈技术中失真信号提取环路载波对消受频率参数变化的影响，保证放大器在很宽的带宽下的线性和工作的稳定。

本发明的技术方案为一种用于自适应频率补偿的前馈功率放大器，包括第一功分器、第一相位矢量调节器、检测频率的数字装置、主放大器、第一耦合器、延时滤波器、第一合路器、第一幅度矢量调节器、第二功分器、第二耦合器、延时器、第二合路器、第二幅度矢量调节器、第二相位矢量调节器、误差放大器、检波器和控制模块，

第一功分器分别连接第一相位矢量调节器和延时器，第一相位矢量调节器、检测频率的数字装置、主放大器、第一耦合器、延时滤波器依次连接，第一耦合器的耦合信号输出经第一幅度矢量调节器输入第二功分器；第二功分器的输出分别连接检测频率的数字装置和第二合路器的一路输入，延时器连接第二合路器的另一路输入；第二合路器的输出依次连接第二耦合器、第二幅度矢量调节器、第二相位矢量调节器、误差放大器，第二耦合器的耦合信号输出接入检波器；延时滤波器和误差放大器连接第一合路器；控制模块与检测频率的数字装置、第一相位矢量调节器、第二相位矢量调节器、第一幅度矢量调节器、第二幅度矢量调节器和检波器分别连接。

而且，采用第一幅度矢量调节器和第一幅度矢量调节器调节第一级抵消环路，采用第二幅度矢量调节器和第二幅度矢量调节器调节第二级抵消环路，所述第一级抵消环路包括第一功分器、主放大器、第一耦合器、第二功分器、延时器和第二合路器，所述第二级抵消环路包括第二耦合器、误差放大器和第一合路器构成第二级抵消环路；

移动通信信号进入后，先通过第一功分器，第一功分器将输入的移动通信信号分成两部分，其中一部分信号记为A1，信号A1经过第一相位矢量调节器，输入至检测频率的数字装置进行处理，处理后信号输入到主放大器，经主放大器放大后通过第一耦合器，第一耦合器的直通信号经过延时滤波器进入第一合路器；第一耦合器产生的耦合信号经过第一幅度矢量调节器后，经第二功分器分为两部分，一部分信号记为B1，信号B1反馈给检测频率的数字装置，另一部分信号记为B2，信号B2进入第二合路器；