[发明专利]功率放大器、射频电子设备及用于操作功率放大器的方法

说明书

描述了具有可调节的电压驻波比的功率放大器(10)，其包括放大器单元(16)、被配置为获得入射功率和耦合的反射功率的耦合器(18)、以及功率控制单元(20)。功率控制单元(20)具有两个功率检测器(22,24)，其被配置为提供分别对应于入射功率和反射功率的作用变量。功率控制单元(20)包括两个数字电位计(26,28)，其被配置为可变地加权作用变量，其中功率控制单元被配置为基于作用变量而确定放大器单元(16)的控制变量，使得入射功率和/或反射功率不超过与电压驻波比的设置值有关的预定的功率水平。此外，描述了射频电子设备和方法。

技术领域

本发明涉及功率放大器、射频电子设备以及用于操作功率放大器的方法。

背景技术

功率放大器(特别是宽带放大器)适合于广泛的实际应用和频率。一般而言，宽带宽带放大器总是具有特定的频率响应，因为取决于被连接至该功率放大器的负载，其以不同频率发射不同功率。

例如，天线系统可以被连接至该功率放大器，其中该天线系统表示通常对信号传输的特性具有影响的负载。典型地，该影响由所谓的电压驻波比(VSWR)指示，其为该功率放大器的传输线与与之连接的负载的阻抗匹配的测量值。VSWR与出射信号的入射功率以及基于出射信号反射功率有关。入射功率也被称为传输功率或者传递功率。

当功率放大器被设计为承受高阻抗失配时，功率放大器必须在预期由功率放大器处理的所有频率处稳健。

已经知道的是，当达到功率放大器所设计的VSWR值时，限制功率放大器以保持入射功率和/或反射功率恒定。从而不发生过载。例如，功率放大器可以具有VSWR 6保护，这意味着在功率放大器的功率被限制之前，最多可以反射一半的入射功率。

一般而言，通过以固定衰减器加权入射功率和反射功率来获得这种保护。例如，通过将反射功率提高到大于入射功率3dB来获得VSWR 6保护。因此，可以在入射电力线中提供1dB的衰减器并且在反射电力线中提供4dB的衰减器，以实现VSWR 6保护。功率放大器的对应的功率水平与保护水平的种类(特别是允许的最大反射功率)有关。

典型地，放大器被设计为使得可以以功率放大器允许的最大VSWR值(例如为6的VSWR值)递送全标称功率。因此，功率放大器在较低阻抗失配下具有许多未使用的容量，因为只有在存在高阻抗失配的非常特殊的情况下才使用这些容量。为了校准的目的，较高的功率将是优选的，但不能使用功率放大器的现存容量，因为衰减器具有固定的阻尼值，其导致固定的全标称功率而不管实际的阻抗失配(VSWR值)。

发明内容

本发明提供了具有可调节的电压驻波比的功率放大器，其包括生成输出信号的放大器单元、被配置为基于输出信号而获得输出信号的入射功率和耦合的反射功率的耦合器、以及被耦合至耦合器和放大器的功率控制单元，其中所述功率控制单元被配置为根据由耦合器获得的功率而控制放大器单元。根据本发明，功率控制单元包括两个功率检测器，其被配置为提供分别对应于入射功率和反射功率的作用变量(actuating variable)。功率控制单元包括两个数字电位计，其被配置为可变地加权作用变量，其中功率控制单元被配置为基于作用变量而确定放大器单元的控制变量，使得入射功率和/或反射功率不超过与电压驻波比的设置值有关的预定的功率水平。

本发明还提供了包括如以上提及的功率放大器的射频电子设备。

本发明进一步提供了用于操作具有可调节的电压驻波比的功率放大器的方法，其包括以下步骤：

-通过控制器测量输出信号的入射功率，

-通过控制器测量输出信号的反射功率，

-提供对应于由功率控制单元测量出的功率的作用变量，

-通过功率控制单元加权作用变量，