[发明专利]一种利用幅相偏差颤动的射频功率放大装置

说明书

本发明提供一种利用幅相偏差颤动的射频功率放大装置，该装置可以提升脉宽幅度调制和延迟相位调制的分辨率，该装置包括：输入模块获取量化斩波脉宽控制信号和量化相位延迟控制信号；脉宽抖动模块将量化斩波脉宽控制信号的第一预设区间等分为第一预设数值个子区间，获取抖动后的脉宽控制信号；脉宽调制模块获取抖动后的脉宽斩波信号；相位抖动模块将量化相位延迟信号的第二预设区间等分为第二预设数值个子区间，获取抖动后的相位控制信号；相位调制模块获取在抖动后的脉宽斩波信号上进一步调制延迟相位信号；输出模块获取并发射调制、功放、滤波后的射频频率信号。本发明提高了脉宽幅度调制系统的幅度调制精度和延迟相位调制系统的相位调制精度。

技术领域

本发明涉及通信和电子技术领域，尤其涉及一种利用幅相偏差颤动的脉宽调制射频功率放大装置。

背景技术

随着通信速率的不断提高，无线通信系统重新回到幅度调制，尤其是正交频分复用(简称OFDM)和高阶正交幅度调制(简称xQAM)的引入，对射频功放的幅度和相位线性保真度提出了及其苛刻的要求。

但是目前任何类型的射频功放管都是非线性的，需要数字预失真(简称DPD)和回退技术，来保证发射到空间的信号与调制信号一致，这使得系统设计难度增加，同时能量的极大浪费。4G、5G、WiFi和WiMAX等移动通信的主要功耗、设计难度都与非线性射频功放器件有关。

对此，提出了利用开关型非线性功放来实现线性放大，其原理是，任何一种调制都能够表达成RFS＝Asin(ωt+φ)，其中，RFS是已经调制了的载有基带信号的射频信号，经过直角坐标系到极坐标系的变换之后，A是幅度和基带对幅度的调制，ω是射频频率，t是时间，φ是相位和基带对相位的调制，按照这个公式，可采用脉宽调制方法。

其方法是：脉宽调制频率F_PWM是系统射频F_RF的数倍，高阶复杂调制要求F_PWM是F_RF的数百倍以上，用F_PWM控制对F_RF正弦等幅度信号波形进行斩波，将调制幅度变换为斩波脉冲宽度，并将调制相位变成对斩波后信号的延迟，这样就完成了对任意基带信号在射频信号上的调制。

这种调制被称为脉宽幅度调制和延迟线相位调制技术，调制后对斩波和延迟的信号进行无失真功率放大。在发射到空间之前的发射天线入口处对斩波信号进行FRF的射频滤波，过滤后的信号即为具有足够能量的、已经调制的、系统所需的RFS＝Asin(ωt+φ)大功率信号。

上述传统脉宽幅度调制和延迟线相位调制技术最大的问题是器件的物理极限。随着频谱资源的枯竭和基带带宽的增加，系统射频F_RF已经到了数千兆赫兹。同时目前具有大功率片上引脚的工艺节点都不是最先进的，因此斩波和放大器件的最高工作频率F_PWM仅能达到几万兆赫兹，仅是F_RF的十倍或几十倍(远未达到数百倍)，是基带带宽(简称F_BB)的几十倍到百倍。

脉宽调制的量化误差严重，分辨率低，调制精度受限，因此通过传统的正交频分复用和高阶正交幅度调制无法实现复杂高阶调制。

发明内容

本发明实施例提供一种利用幅相偏差颤动的射频功率放大装置，用以解决现有技术中脉宽调制量化误差大的缺陷，以达到可实现在数千兆赫兹载频下通过正交频分复用和高阶正交幅度调制实现复杂高阶调制的目的。

本发明实施例提供一种利用幅相偏差颤动的射频功率放大装置，包括：输入模块、脉宽抖动模块、脉宽调制模块、相位抖动模块、相位调制模块和输出模块，其中：

所述输入模块用于获取调制信号对应的幅度和相位，获取量化斩波脉宽控制信号，并用所述幅度控制信号对射频震荡信号进行斩波，并对所述相位进行量化延迟，获取量化相位延迟信号；