[发明专利]高效率超线性DFFA移动宽带通信功率放大器

摘要

一种高效率、超线性、高速自适应及自愈合控制移动宽带通信功率放大器，它采用单环型、双环型、双信号对消三环型、双失真对消三环型、双信号双失真对消四环型多种结构实现超线性放大；它采用温补衰减、线性温补与两级、三级置换式、四级置换式、并联式、并联置换式及串联式多种DOHERTY自适应高效匹配技术实现高稳定高效率放大；它采用微处理器内插法及查找表宽范围寻优与自锁高速自适应控制矢量调制器，实现对各信号与失真环及Doherty匹配的精密、宽范围、稳定平衡及高速自适应控制；它可采用双音IQ调制解调高抑制实现控制信号的纯净提取；它可采用IQ解调均方根运算实现失真小信号检测；它实时检测工作状态，异常时报警并可自愈合调节解除异常。

主权项

1、一种高效率、超线性、高速自适应及自愈合控制的移动宽带通信功率放大器，其特征是采用新的FFA前馈放大、新的Doherty放大、新的自适应及自愈合控制方法并将其有机结合，用于演进的移动宽带通信基站及中继站，用于计算机宽带移动通信基站及中继站，还可用于各种模式的数字地面电视发射机及中继站。所述新的FFA前馈放大总方法：它采用高隔离对消技术与矢量调制器方式，实现高精度对消，提高信号对消环与失真对消环的对消度，从而达到降低误差功放的功率、提高线性度及宽带高线性的效果；它在实现信号对消或失真对消时，因输入功率、工作温度及器件老化而导致对消失配时，能用纯硬件的方法自检出自锁控制信号，实现信号对消与失真对消的高速稳定平衡精密控制。它采用导频信号模拟失真信号，为了更好的实现自锁控制信号的提取，它可把两个音频信号以IQ调制的方式调制在导频信号上，从而增加了提取自锁控制信号时的抗带外干扰能力；它在失真对消时，采用残留导频混频滤波及IQ解调均方根运算，解决现有前馈自适应功率放大器残留导频检测难题；它可在双环前馈技术的基础上，增加一个信号对消环进一步提高信号对消度，以降低失真对消环的失真放大功率，增加一个失真对消环进一步提高线性度。所述新的Doherty放大总方法：它对现有的两级Doherty放大，采用温补衰减与线性温补技术，以保持主功放与峰值功放的增益与线性度在温度变化时大体不变；当输入信号变化引起主功放与峰值功放效率不同时，它采用偏压控制，使其一直保持高效率；当工作温度与输入信号强度变化而导致主功放与峰值功放的增益与相位失配时，它采用增益与相位锁定技术使得二者保持良好匹配。它在两级Doherty放大的基础上，采用三级或四级置换法实现12-18dB高峰均比条件下的高效率放大，采用并联结构或并联置换结构实现12-18dB峰均比条件下的高线性放大；其末级与末前级均采用Doherty技术。所述新的自适应控制总方法：它的信号对消环与失真对消环可采用手动粗调，查找表式单片机、ARM、FPGA或DSP微处理器寻优控制宽范围中调，快速自锁精密调试，以达到高速、宽范围及精密调节的目的，从而大幅度缩短由不稳定到稳定的时间；它在采用单片机、ARM、FPGA或DSP微处理器控制调试时，结合矢量调制器的具体特点采用数学查表或公式将复杂的二维寻优算法转换为较为简单的一维寻优算法，一维寻优算法可采用循环式内插法与摇摆式内插法。所述自愈合控制总方法：它可根据检测到的工作温度比值、工作电流比值、正向功率强度比值、反向功率强度比值、信号对消残留信号强度比值、失真对消残留失真强度比值及Doherty失配比值，根据正常值分别设置过温、过流、过输出功率、过反向功率、信号对消失锁、失真对消失锁及匹配对消失锁报警功能，在处于报警状态时，可由微处理器控制调节参数，解除报警使其处于正常工作状态，从而实现自愈合式控制。