[发明专利]基于合路机制的宽带/超宽带大功率放大器

说明书

技术领域

本发明属于无线通信系统技术领域，涉及一种基于合路机制的宽带/超宽带大功率放大器。

背景技术

功率放大器一直以来都是无线系统中的重要部分之一，它的性能好坏直接影响着整个通信系统的性能优劣，以往通信设备的带宽较窄，大功率放大器比较容易实现，随着通信系统向更高传输速率和更宽工作带宽的发展，急需发展宽带/超宽带大功率放大器，然而，受限于半导体实现工艺和技术，很难开发出大功率的宽带/超宽带功率放大器，特别是在微波、毫米波频段，功率放大器的工作带宽和输出功率是一对相互矛盾的参数。往往大功率功放的工作带宽较窄，而宽带/超宽带的功放的输出功率不够大，很难满足宽带/超宽带大功率通信电子系统的发展需求。研究和发展大功率的宽带/超宽带的功放对于现代宽带/超宽带大功率无线系统的发展具有十分重要的意义。

发明内容

鉴于背景技术存在的缺陷，本发明提供了一种基于合路机制的宽带/超宽带大功率放大器，它在现有的窄带大功率放大器的基础上，采用合路机制实现宽带/超宽带大功率放大器，可解决现有的大功率功放存在的工作带宽不够的问题，特别适用于各种宽带/超宽带大功率无线系统中。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于合路机制的宽带/超宽带大功率放大器，包括n路分路器电路(1)、n路大功率功放支路电路(2)和n路合路器电路(3)。其中，所述基于合路机制的宽带/超宽带大功率放大器的n路分路器电路(1)的输出端接n路大功率功放支路电路(2)的输入端，n路大功率功放支路电路(2)的输出端接n路合路器电路(3)的输入端。

所述n路分路器电路(1)采用分路结构，由n个频带相邻的带通滤波器组成的n路带通滤波器单元阵列(4)构成，以使得n路分路器电路(1)将输入的宽带/超宽带信号分为频带相邻的n路信号。

所述n路大功率功放支路电路(2)由n路功放单元阵列(5)、n-1路幅度均衡器阵列(6)以及n-1路相位补偿器阵列(7)构成。n-1路幅度均衡器阵列(6)可根据各路功放单元各自的增益大小调整功放单元输入信号幅度，使n路功放单元输出功率相等；n-1路相位补偿器阵列(7)可调整功放单元各自的相移大小，使n路功放单元信号在相邻频带处相位一致，确保放大后的n路功率信号输入n路合路器电路(3)后实现同相叠加特性，在整个频带内输出功率相等。

所述n路合路器电路(3)采用与n路分路器电路(1)完全相同的结构，由n路带通滤波器单元阵列(4)构成，以使得n路大功率功放支路电路(2)输出的n路信号经过n路合路器电路(3)后合成为一路宽带/超宽带信号，获得了宽带/超宽带大功率输出信号。

本发明所提出的基于合路机制的宽带/超宽带大功率放大器工作原理如下：

信号从输入端馈入后经过n路分路器电路(1)分为n路频带相邻的信号。n路信号进入n路大功率功放支路电路(2)时，由于n个功率放大器单元的增益和相位不一定相同，必需对n路信号进行幅度和相位调整，以实现n路信号放大后，幅度和相位都相同。具体电路实现是选择某一路信号为参考信号，采用n-1路幅度均衡器阵列(6)调节各放大器的输入信号幅度，使经过n路功放单元阵列(5)放大后的信号幅度相等；同时采用n-1路相位补偿器阵列(7)调节各放大支路信号的相位，使经过n路功放单元阵列(5)放大后的信号在相邻频带处的相位一致，满足信号在合路时的同相叠加条件。然后，n路放大后的信号输入到n路合路器电路(3)；经合路后，将n路频带相邻的信号合为一路宽带/超宽带大功率信号，最终实现宽带/超宽带的高功率输出。本发明专利提供的技术可满足各种宽带/超宽带高功率无线系统需求，具有极大的应用价值。

本发明的优点和显著效果在于:

本发明所提出的基于合路机制的宽带/超宽带大功率放大器，采用了n路分路/合路机制，理论上只需利用n个常见的频带相邻的窄带/常规带宽的大功率功放单元就可以实现任意宽带/超宽带大功率功率放大器，解决了传统功率放大器工作带宽与高功率输出的矛盾。

本发明所提出的基于合路机制的宽带/超宽带大功率放大器，使用了幅度均衡器及相位补偿器，分别调节功放单元信号的幅度与相位，提高了增益的平坦度和频带相邻处的相位一致性。

本发明所提出的基于合路机制的宽带/超宽带大功率放大器，具有成本低、通用性好等优势。本发明主要用于各种高功率宽带/超宽带微波系统中，在通信、雷达、测控等微波系统中有广阔的应用前景。

附图说明