[发明专利]一种前馈功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体涉及一种前馈功率放大器。

背景技术

随着现代移动通信技术的不断发展，对功率放大器的线性度要求急剧提高，功率放大器的线性化技术已成为当今通讯领域的一个热门话题。利用功率回退换取线性度的方法会带来严重的资源浪费、效率低下以及无法获得更高的线性度。当今常用的线性化技术包括模拟预失真、数字预失真、负反馈技术及前馈线性化技术。模拟预失真电路结构简单，实现成本低，但只能获得较低的线性度；数字预失真技术实现方法复杂，但可以获得较高的线性度，同时数字处理板会消耗一定的功率；负反馈技术由于结构上的缺陷会导致带宽窄、效率低下。现有技术中的前馈技术可以使功率放大器获得最高的线性度，但是还是存在一定的效率损耗，其前馈功率放大器效率通常低于数字预失真技术处理的功率放大器，为10％左右。现有技术中，采用前馈技术和Doherty放大器的结合来解决前馈功率放大器的线性度和效率的问题，但是实现的效率较低。

因此，希望可以提出一种最优化效率的前馈功率放大器，其前馈功率放大器效率远高于普通前馈功率放大器，并能很好地解决前馈功率放大器的线性度和效率之间的矛盾。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种前馈功率放大器，可以远远提高前馈功率放大器的前馈功率放大器效率，由主放大器和误差放大器、耦合器、延迟线和环路构成；主放大器为带有预失真型的功放前馈功率放大器，包括模拟预失真或数字预失真方式；耦合器用于功率的分配与合成，延迟线保证前馈放大器可以在较宽的频道内稳定工作，环路用于保证信号与失真的正确抵消。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种前馈功率放大器，其特征在于，包括

功分器，用于将射频输入信号分成两路输出相等或不相等能量的第一路信号和第二路信号；

第一矢量调节器，用于调整第一路信号的幅度和相位；

主放大器，为带有预失真型的功放前馈功率放大器，用于接收和放大射频经过第一矢量调节器调整过的第一路信号；

第一耦合器，用于耦合经过主放大器的第一路信号；

第一延迟线，用来平衡功分器的第二路信号和第一耦合器耦合过的第一路信号的群延时；

功率合成器，用于合成第一耦合器耦合过的第一路信号和经过第一延迟线的延迟信号，并对消载波信号，留下误差信号；其中，载波信号为信号频谱的原始成分，信号经放大后除原始频谱外，还会产生误差频谱分量，即后述误差信号。

第二矢量调节器，用于调整误差信号的幅度、相位；

误差放大器，采用AB类功率放大器，用于对误差信号的线性放大；

第二延迟线，用于平衡主放大器的第一路信号与误差放大器处理过的信号的群延时；

第二耦合器，用于将调整、放大过的误差信号注入到主放大器的输出信号中，对消主信号中的失真；

其中，所述误差放大器根据1dB压缩点进行设定，第二耦合器的最佳耦合量根据前馈功率放大器的效率所确定。

所述的误差放大器的类型包括LDMOS管、GaN管。

所述主放大器采用Doherty放大器。

所述的第二矢量调节器调整误差信号的幅度和相位，使最终注入主信号中的误差信号与主信号中的失真分量在幅度上相等，相位上相反。

所述的功分器、第一矢量调节器、主放大器、第一耦合器、功率合成器、第一延迟线组成误差提取环路，用于对消主放大器输出信号中的载频成分，获取只包含主放大器非线性失真的误差信号；

所述的第一耦合器、第二延迟线、第二耦合器、误差放大器、第二矢量调节器和功率合成器组成误差对消环路，用于抵消主放大器引入的失真。

在所述误差提取环路和误差对消环路均引入温补衰减器。

所述的温度补偿衰减器为基于热敏电阻的π型衰减器。

本发明具有以下有益效果：

利用前馈技术提高了功放的线性度，利用Doherty技术大大提高功放的效率，而其效率的增加并不影响前馈功率放大器线性度的改善；前馈功率放大器效率远远高于普通前馈功率放大器。

附图说明

图1为本发明实施例的一种采用前馈和Doherty主功率放大器相结合的前馈功率放大器的结构图；

图2为本发明实施例的特定条件下第二耦合器的耦合量与前馈功率放大器效率之间的关系曲线图；

图3本发明实施例的前馈功率放大器中所用到的温度补偿衰减器的示意图。

具体实施方式