[发明专利]按电桥布局的、每个电桥臂具有一个均衡器级的预矫正线性化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用电桥布局的用于功率放大器的预矫正线性化器。

背景技术

航天设备的信息技术工作负载应在装置质量尽可能小的情况下能够传输大的信息量。因为新型的高效调制方法和多载波方法越来越多地要求大的带宽，宽带的线性化器是对于载波频率和各种不同的调制方法透明的发送单元的重要模块。

功率放大器具有非线性的特性，这种特性在一个批次中表现得不同并在很大程度上取决于频率。根据目前的现有技术的线性化电桥只允许针对一部分工作频率对其非线性补偿进行适配调整，相反对于可用频带内的其余的频率，这种线性化并不对应于要求的变化曲线。

所述线性化电桥基于线性的(即与功率无关的)信号和非线性的(即失真的)信号的矢量叠加。两个桥臂的信号的矢量分配和叠加例如在电路的输入端或输出端处的90°混合接头中进行。

在非线性桥臂中，信号首先通过失真发生器。随着信号功率的增加，失真发生器输出端上的信号在幅值和相位上偏离小信号特性。这里在多数情况下幅值和相位都受到压缩。利用可调的移相器，例如在线性的桥臂中或在两个桥臂中，可以在小信号输出控制时调整成在线性的和非线性的桥臂之间的要求的相对相位移。

在非线性的桥臂中或在两个桥臂中，可调的衰减器允许对非线性和线性的桥臂之间的相对衰减进行调整。

在几十GHz范围内的频率下，功率放大器的非线性特性明显地取决于频率。线性化电桥内的寄生效应使得对线性化电路的频率特性的控制变得困难。原则上只能在有限的频率范围内实现到希望特性的调整。

在DE 19528844C1中公开了一种“用于在不同的功率水平下对行波管和半导体放大器的放大特性和功率特性进行线性化的方法和装置”。这里将信号分配到两个不同的桥臂上并重新合并成一个输出信号，其中，将信号分配到两个非线性的具有压缩放大特性的子网络上，并通过在两个门电路上与信号水平相对应不同的反射率产生分信号的增益压缩或增益放大。这里非线性的增益放大的信号和增益压缩的信号利用叠加的网络合并成输出信号。

同样还已知一种用于补偿数字传输系统中的失真的“具有分布式修正的无线电广播传输系统”(DE 600 06 102 T2)。这里，提供一种带有一个信号通道的传输系统，其中多个位于信号通道中的部件的第一部件使信息信号发生非线性的畸变(失真)位移，而包括第三部件和第四部件的另外多个部件用于调制信息信号，以便按与多个第一部件相反的顺序对畸变/失真进行补偿。这里第一部件具有功率放大器，第二部件具有预失真滤波器，第三部件具有非线性调节器，以及第三部件具有线性校正器，第五部件包括滤波器，而第六部件包括第二线性校正器。

发明内容

相反，本发明按照独立权利要求的特征具有这样的优点，即，在线性和非线性的桥臂中都设置均衡器级(equalizerstufe)。所述均衡器级用于校准电桥的复式放大的频率特性/频率响应(Frequenzgang)。向线性和非线性的桥臂中的均衡器级加入了一种精确限定的幅值及相位特性，所述特性补偿例如通过杂散电容和连接电感()产生的寄生效应并在线性化电路的输出上的幅值和相位方面宽带地实现希望的放大。

均衡器还向线性和非线性桥臂中添加可调的传输功能，从而线性化器能补偿功率放大器的单独的、在一个制造批次内变化的非线性的频率特性。这样，例如可以在幅值放大恒定时对在频率上(随频率)增加的相位放大进行调整。但同样例如也可以在相位压缩逐渐增加的同时，实现在频率上增加的幅值放大。所述均衡器级由此允许精确地将电桥校准至功率放大器的特性。

根据本发明的一个优选实施方式，均衡器级可以实现为无源电路，也可以可调地用有源器件，例如二极管和晶体管来实现。

均衡器组件在根据本发明的所述实施方式中对于实现大的可用带宽是非常重要的，所述可用带宽由于成本原因以及在航天领域由于重量和冗余度上的原因是期望的。

附图说明

本发明的其他优点和有利的设计方案能够根据下面的说明、附图和各权利要求得出。

其中：

图1示出根据现有技术的线性化电桥的线路框图。

图2示出根据现有技术的信号矢量的叠加。

图3示出根据现有技术的传递函数按数值和相位的等高(值)线。

图4示出根据现有技术的线性化器的作为输入功率的函数的传递函数的值。

图5示出根据现有技术的线性化器的作为输入功率的函数的传递函数的相位。

图6示出根据本发明的线性化电桥的线路框图。

图7示出在最大输入功率下线性化电桥的幅值和相位放大的频率特性。