[发明专利]放大电路的线性调节装置

说明书

本发明涉及放大电路的线性调节装置。

在无线通信设备中，例如在无线通信系统的基站中，放大电路作为最后一级来产生所需要的发射功率。在放大电路中应用的用于放大高频发射功率的功率放大器为了达到最大的工作效率而经常被控制在放大元件(晶体管、行波管等等)的非线性工作区域。在此非线性区域放射信号的输入和输出幅值不成比例，并且出现幅值失真现象。在此幅值的情况下还出现了相位失真的现象，以使在输入信号的相位和输出信号的相位之间出现与幅值有关的相位变化(AM-PM转换)。此两种失真类型在具有包络曲线(例如，AM、QAM、CDMA)的时间变化的放射信号的情况下导致从接收器处理的放射信号的质量的恶化以及导致无法处理发射频谱的情形。

本发明的任务在于在放大电路中减小工作在非线性区域的功率放大器的输出信号的失真。此任务通过具有独立权利要求1的特征的调节装置解决。本发明的其他实施例位于从属权利要求中。

本发明的调节装置设在放大电路中，其含有一个工作在非线性区域的用于放大高频输入信号的功率放大器。在此模件装置中第一本地谐振信号借助于输入耦合器从由输入信号得出的输入测量信号得到。输入混合装置将第一本地谐振信号与输入检测信号进行混合以得到输入中间频率信号。在输入检测装置中从输入中间频率信号得到输入电平信号。以同样的方式在输出混合装置中借助于输出耦合器从由输出信号得到的输出测量信号与第一本地谐振信号进行混合得到输出中间频率信号。在输出检测装置中从输出中间频率信号得到输出电平信号。在至少一个幅值调节装置中通过输入电平信号与输出电平信号相比较得到一个幅值调节信号，并且通过此幅值调节信号控制一个幅值控制单元以放大输入信号。在调节装置中能够多个的实现幅值调节装置和幅值控制单元。

各个特征的优选组合能够使放大电路的放大特性曲线尽可能恒定。在线性放大特征曲线的过渡阶段在非线性的饱和区域能够达到更高的工作效率，并且控制功率放大器直到压缩区域(Kompressionsbereich)。

在输入端和输出混合装置中产生的中间频率信号的频率小于高频输入和输出信号的频率，并且能够被检测器装置处理。以此能够实现对具有高于检测器装置的临界频率的频率的输入信号的调节，例如输入信号的频率高于500MHz，其相应于现有技术中的检测器装置的临界频率。中间频率信号的频率是一致的，因为其分别从第一本地谐振信号和输入与输出信号引出。所出现的影响例如输入信号的频率跳跃或者第一本地谐振信号的频率振荡通过此装置进行补偿。

通过第一本地谐振信号与输入和输出混合装置中的输入和输出信号的混合，所得到的和位于检测装置的中间频率信号与输入信号的频率无关。以此有利的是检测装置的输入侧的电平信号非常精确的对应于输入或输出信号的功率。两个电平信号在幅值调节装置中的比较与幅值控制单元相结合能够有利的达到放大电路的非常精确的放大调节。

按照本发明的第一有利的改进该调节装置附加的含有相位调节装置以从输入检测装置中的相位与输出检测装置中的相位的比较得到相位调节信号，该输入检测装置从输入中间频率信号得到输入相位信号，该输出检测装置从输出中间频率信号中得到输出相位信号。通过该相位调节信号用于调节输入信号的相位的相位控制单元在放大之前通过功率放大器控制，以此附加出现的与幅值有关的相位差被有利的补偿。该相位调节装置以及相位控制单元在此能够多个的实现在调节装置中。

借助于接在输出混合装置之前的放大调节装置，另一个输出电路以衰减系数衰减输出测量信号并且输出混合装置输入有放大控制信号。通过该衰减系数的改变调节功率放大器的放大。该幅值控制单元-功率放大器的放大通过测量方法在较大的范围内与幅值有关。输出幅值的非常精确的控制能够有利的使功率放大器达到很高直到非线工作范围并且平均的工作在较高的效率级别。

在另一实施例中，输入和输出混合装置分别具有一个接在后面的带通滤波器，其中每一个中间频率信号被滤波。在检测装置中限制中间频率信号并且能够有利的减小检测装置的系统错误，例如电平信号与检测器上的测量的输入和输出功率之间的线性关系的偏差。其中幅值和/或相位调节装置分别在后面接有一个回路滤波器，其对幅值和/或相位调节信号进行滤波并且并且幅值以及相位控制单元根据所希望的调节装置的动态性能进行调节。