[发明专利]数字多载波功率放大的方法及实现该方法的功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及功率放大的方法及设备，具体是数字多载波功率放大的方法及实现该方法的功率放大器。

背景技术

现今行业功放系统实现数字多载波功率放大的方法在将数字信号处理为射频信号后经过滤波、变频，并进行射频线性放大。采用行业方法实现数字多载波功率放大，功放效率较低，线性指标对功放管器件要求高，且散热和可靠性都遇到了很大的挑战，因此实现功放的成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了能降低功放管器件的选型要求，提高功放效率的数字多载波功率放大的方法及实现该方法的功率放大器。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：数字多载波功率放大的方法，包括以下步骤：

步骤1、将多载波射频输入信号依次经过滤波、变频、放大后再经过模数转换为数字中频信号；

步骤2、将步骤1中产生的数字中频信号分为两个以上的通道，并进行数字中频信号处理；

步骤3、将步骤2处理后的各个通道的数字中频信号经过数模转换为模拟中频信号；

步骤4、将步骤3中各个通道产生的模拟中频信号经过滤波、变频为射频信号并线性放大；

步骤5、将步骤4中各个通道线性放大后的射频信号合路为一路射频信号输出；

步骤6、将步骤4中产生射频信号的各个通道选择其中一个通道的信号作为检测信号，再与步骤5中合路后的射频输出信号产生的前向功率信号和反向功率信号三者通过开关择一处理为数字信号，对产生的数字信号进行功率检测，并将检测到的反馈信号返回到步骤2中进行数字中频信号处理。

所述步骤2中的数字中频信号处理包括峰均比和数字预失真处理、数字滤波、数字放大、数字衰减、增益调整及相位调整。本发明通过数字处理，可以有效滤除干扰信号和杂散信号。

所述步骤2中产生的通道数量小于12个。

作为本发明的进一步改进，本发明还包括在步骤2中选择打开或关闭各数字中频信号通道，所述步骤4产生射频信号的通道与步骤2中打开或关闭的数字中频信号通道对应。

实现上述放大信号的方法的功率放大器，包括顺次连接的射频输入处理模块、数字中频处理模块、模拟中频处理模块、射频放大处理模块及连接于数字中频处理模块与射频放大处理模块之间的反馈电路；多载波射频输入信号输入射频输入处理模块进行滤波、变频、放大、模数转换后产生数字中频信号，数字中频信号输入数字中频处理模块内，数字中频处理模块将数字中频信号分为两个以上的通道并进行数字中频信号处理，数字中频处理模块输出的数字中频信号输入模拟中频处理模块进行数模转换、滤波、变频、放大后输入射频放大处理模块内，射频放大处理模块将各个通道线性放大后的射频信号合路为一路射频信号输出，反馈电路将产生射频信号的各个通道选择其中一个通道的信号作为检测信号，再与射频输出信号产生的前向功率信号和反向功率信号三者通过开关择一处理为数字信号，对产生的数字信号进行功率检测，并将检测到的反馈信号返回到数字中频处理模块中进行数字中频信号处理。

所述的射频输入处理模块包括顺次连接的可变衰减器、滤波变频器、放大器及模数转换器，所述模数转换器与数字中频处理模块连接。

所述的数字中频处理模块为FPGA，且数字中频处理模块包括功率检测模块。

所述模拟中频处理模块包括两条以上顺次连接有数模转换器、滤波变频器及放大器的电路，所述数模转换器与数字中频处理模块连接，所述放大器与射频放大处理模块连接。

所述射频放大处理模块包括两条以上顺次连接有滤波器、放大器及隔离器的分支电路，且射频放大处理模块设有的分支电路条数与模拟中频处理模块的电路条数相同；所述射频放大处理模块的滤波器与模拟中频处理模块的放大器一一对应连接，所述隔离器连接有合路器，所述合路器合并射频放大处理模块中的分支电路构成一条射频输出电路。

所述反馈电路包括与射频放大处理模块中的分支电路数量相同、一一对应耦合连接的耦合支路，所述耦合支路连接一个多选一选择开关，所述多选一选择开关的输入端口的数量与射频放大处理模块中分支电路的数量相同，且耦合支路与多选一选择开关的输入端口一一对应连接；所述反馈电路还包括与射频输出电路耦合连接的前向耦合电路和反向耦合电路，所述前向耦合电路、反向耦合电路及多选一选择开关输出端口连接的线路与一个三选一选择开关的输入端口一一对应连接，所述三选一选择开关的输出端依次连接一个滤波变频器、一个模数转换器后与数字中频处理模块连接。反馈电路的模数转换器具体是与数字中频处理模块的功率检测模块连接。