[发明专利]一种行波管线性化信号调理驱动装置

说明书

技术领域

本发明属于功率放大器技术领域，具体涉及一种行波管线性化信号调理驱动装置的设计。

技术背景

随着移动通信技术迅速发展，无线通信频段变得越来越拥挤，频带资源越来越紧张，为了在有限的频谱范围内容纳更多的通信信道，人们提出了一些宽带数字传输技术（OFDM、WCDMA等）和高频谱利用率的调制方式（M-QAM等）。采用这些技术所传输的信号具有非恒定包络、宽频带和高峰平比等特点，当调制信号通过非线性的功率放大器后将产生带内和带外失真，导致输出信号频谱扩展，带外失真信号干扰邻近信道，带内失真信号增大通信系统误码率。为了保证通信的质量，现代通信系统对射频功率放大器的线性度提出了很高的要求，要求功率放大器具有很好的线性度、较高的效率和较高的输出功率。为了同时保证以上指标，除了采用高效率的功率放大器结构之外，功率放大器线性化技术的应用也成为必然。随着通信技术的迅速发展，对功放线性度要求逐渐提高，功率放大器线性化技术已成为下一代无线通信系统的关键技术之一，成为了当今世界研究的一大热点。在现代通信系统中，行波管功率放大器得到了广泛的应用，由于工艺的原因，尤其是国内的行波管，行波管与行波管之间的非线性特性不同，按常规做法需要针对不同的行波管非线性进行定制不同的线性化器，成本很高，货期慢，因此有必要设计一种可调的线性化器，以适用于不同特性的行波管的线性化。

常用的功率放大器线性化技术有功率回退法、前馈法、负反馈法和预失真技术等。功率回退法是传统而有效的一种方法，然而，工作点的回退降低了功放的电源利用效率并导致很高的热耗散；前馈法能够在较宽的带宽内获得较好的效果，是目前比较成熟的一种线性化技术，但其缺点是效率低且系统复杂；负反馈法是用增益换取线性度，其窄带宽和稳定性问题限制了其应用；预失真技术又分为模拟预失真技术和数字预失真技术，数字预失真技术具有稳定、高效、宽带宽与自适应等优势，能达到中等程度的线性化，但是不能应用于输入输出皆为射频信号的场合。模拟预失真尤其是射频模拟预失真线性化器具有体积小、成本低、电路实现简单、在微波毫米波频段绝对带宽大等优点，并且可以获得相当的线性化效果。

CN101567667A公开了一种增强型模拟预失真线性化功率放大器；CN1396707A公开了一种预失真线性化电路以及预失真的失真补偿方法，程序和介质，其中要用到可变功率分配器、存储器、电平检测器等复杂部件；CN101807886A公开了一种射频功率放大装置及其预失真叫做方法，其中用到了复杂的模拟预失真校正系统。

这些线性化器在用于功率放大器包括行波管和固态功率放大器时，为改善功率放大器的线性度引入了一定的增益扩张和相位扩张，因此恶化了功率放大器输入信号的均峰比，而对于工作在饱和点附近的行波管，如果输入信号的包络超过了最高输入电平，将造成行波管过驱动，从而进一步的减小输出基波电平。

发明内容

本发明的目的是针对工作在饱和点附近的行波管，其输入信号的包络超过了最高输入电平，造成行波管过驱动，而线性化器的增益扩张进一步恶化了这种情况。针对以上问题，本发明提出一种行波管线性化信号调理驱动装置，以改善高峰均比信号带来的过驱动。

本发明的技术方案是：一种行波管线性化信号调理驱动装置，具体包括，输入隔离器、线性化器和输出隔离器，其特征在于，还包括，第一增益可调放大器、第二增益可调放大器、第三增益可调放大器和削峰单元，其中，

输入隔离器作为所述驱动装置的输入端；

输入隔离器、第一增益可调放大器、线性化器、第二增益可调放大器、削峰单元、第三增益可调放大器和输出隔离器依次顺序连接；

输出隔离器作为所述驱动装置的输出端。

进一步的，所述的削峰单元包括：第一二极管、第二二极管、第一均衡匹配器和第二均衡匹配器，

其中，

第一均衡匹配器的输入端作为所述削峰单元的输入端，第一均衡匹配器的输出端与第一二极管的正极端相连，第一二极管的负极端耦接至地电位；

第二均衡匹配器的输出端作为所述削峰单元的输出端，第二均衡匹配器的输入端与第二二极管的正极端相连，第二二极管的负极端耦接至地电位；

第一均衡匹配器的输出端和第二均衡匹配器的输入端通过微带线进行连接。

进一步的，所述的线性化器包括：第一混合接头、第二混合接头、线性支路和非线性支路，输入信号经第一混合接头分为两路，记为第一支路信号和第二支路信号，第一支路信号和第二支路信号分别输入到所述的线性支路和非线性支路，线性支路和非线性支路的输出信号经第二混合接头耦合成输出信号。