[发明专利]用于子阵波束成形系统的功放电路和子阵波束成形系统

说明书

本申请提供一种用于子阵波束成形系统的功放电路和子阵波束成形系统。本申请子阵波束成形系统包括多个发射通道，发射通道包括依次连接的信号预处理模块、第一数模转换器、射频链路及子阵模块，子阵模块包括至少一个天线阵列模块；功放电路包括多个功放子电路，功放子电路包括依次连接的包络信号生成电路、电源调制模块及功放单元，功放单元包括至少一个功率放大器；多个功放子电路与多个发射通道一一对应；针对各个发射通道，对应功放子电路中的包络信号生成电路的输入端连接至发射通道中的连接点，对应功放子电路中的至少一个功率放大器分别设置于发射通道中的各天线阵列模块的输入端。本申请提高了子阵波束成形系统的功放效率。

技术领域

本申请涉及通信技术，尤其涉及一种用于子阵波束成形系统的功放电路和子阵波束成形系统。

背景技术

为了满足第五代新无线电(5-Generation New Radio，简称：5G NR)数据速率和通信容量高速增长的需求，越来越多的研究表明子阵波束成形系统由于具有出色的性能、低功耗和低硬件复杂度等优点而被考虑用于克服5G NR中自由损耗大的问题。

在子阵波束成形系统中，为了满足系统有效全向辐射功率(Effective IsotropicRadiated Power，简称：EIRP)的要求，通常每一个子阵列天线配置一个功率放大器，因此在整个系统中包含很多功率放大器，而为了保证系统的可靠性和散热效率，高效率功放是必不可少的。传统的子阵波束成形系统中采用AB类功放，为了保证系统的高线性度要求，功放必须在深功率回退区工作，但是AB类功放在功率回退区内效率非常低。

发明内容

本申请提供一种用于子阵波束成形系统的功放电路和子阵波束成形系统，以提高子阵波束成形系统的功放效率。

第一方面，本申请提供一种用于子阵波束成形系统的功放电路，子阵波束成形系统包括多个发射通道，发射通道包括依次连接的信号预处理模块、第一数模转换器、射频链路及子阵模块，子阵模块包括至少一个天线阵列模块；功放电路包括多个功放子电路，功放子电路包括依次连接的包络信号生成电路、电源调制模块及功放单元，功放单元包括至少一个功率放大器；多个功放子电路与多个发射通道一一对应；针对各个发射通道，对应功放子电路中的包络信号生成电路的输入端连接至发射通道中的连接点，连接点设置于信号预处理模块的输出端、第一数模转换器的输出端或者射频链路的输出端，对应功放子电路中的至少一个功率放大器分别设置于发射通道中的各天线阵列模块的输入端；其中，发射通道上的信号预处理模块对预编码后的基带信号进行预处理后传输至连接的第一数模转换器和对应功放子电路上的包络信号生成电路，第一数模转换器将预处理后的基带信号转换为模拟信号后传输至连接的射频链路，射频链路对模拟信号进行上变频、信号放大及滤波处理后生成射频调制信号并传输至至少一个天线阵列模块，包络信号生成电路根据预处理后的基带信号生成包络信号后传输至连接的电源调制模块，电源调制模块在包络信号的控制下生成跟随包络信号动态变化的输出电压，并将输出电压传输至连接的至少一个功率放大器，功率放大器在输出电压的调制下对射频调制信号进行功率放大，天线阵列模块实现模拟波束成形、信号发射。

本申请中，子阵波束成形系统包括多个并列的发射通道，每一个发射通道包含一个子阵模块，每个子阵模块内包含多路天线阵列模块，一个发射通道对应一个功放子电路，发射通道中子阵模块内一个天线阵列模块对应一个功率放大器，不同发射通道的子阵模块对应的功放单元采用不同的电源调制模块和不同的包络信号生成电路，以实现每个发射通道的功放单元单独包络信号生成，而同一个发射通道的子阵模块内的所有天线阵列模块对应的功率放大器采用相同的电源调制模块和相同的包络信号生成电路，可以根据不同的实际需求，对各发射通道的包络信号进行不同的处理，使包络跟踪功放工作在不同的状态，达到不同的效果，提高了子阵波束成形系统的功放效率，而且整个设计过程中，不需要改动系统的硬件结构，实现最大程度的现有技术兼容。

在一种可能的实现方式中，包络信号生成电路包括依次连接的包络成形模块和第二数模转换器，包络成形模块的输入端与信号预处理模块的输出端连接，第二数模转换器的输出端与电源调制模块的输入端连接。