CN102843105B - 用于放大由卫星信号发生器单元生成的信号的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对由生成卫星信号的单元(UGS)生成的信号进行放大的系统(SA)，包括：第一路径(V1)，其包括具有有限脉冲响应的第一带通数字滤波器(F1)和第一数字/模拟转换器(CNA1)；频率移置模块(MTF)；以及，放大设备(DA)。此外，所述系统(SA)的特征在于其包括：第二路径(V2)，其包括具有有限脉冲响应的第二带通数字滤波器(F2)、置于所述第二数字滤波器(F2)的输出处的增益模块(G)、相位从动数控振荡器(NCO)、以及第二数字/模拟转换器(CNA2)；以及，复合器设备(S)，其用于将所述第一和第二路径(V1、V2)的信号相加。

Description

用于放大由卫星信号发生器单元生成的信号的系统
技术领域
本发明涉及用于对由卫星信号生成单元生成的信号进行放大的系统。
背景技术
卫星放大系统(例如通信或导航卫星)在其最佳效率区内使用，从而实际上导致结果为非线性的功率响应。
这些非线性导致在有用的频段之外或者“杂散”的功率传播(互调制产物)，必须以高功率对这种功率传播进行滤波以遵循频率法规。
因此，这种处理的实现方式在质量和体积两方面增加了卫星的负载并使其复杂化。
通过在信号生成时使用信号数字预失真来使放大器线性化的技术是已知的，诸如作为例子由专利US 6549067 B1所示出的。
该实施例对RF级(或射频级)施加高带宽，从而在卫星的负载方面带来较强的影响。
基于通过在非线性的反相、在功率方面(power-wise)进行仿真(特别地借助二极管)在放大设备的输入处执行对非线性的补偿的硬件线性化器的技术也是已知的，诸如作为例子由法国专利申请FR 2722350所示出的。
对于在卫星上常用的基于晶体管的放大器而言，这些实施例是相当低效的。
发明内容
本发明的目的减轻上述问题。
根据本发明的一个方面，提出了用于对由卫星信号发生器单元所生成的信号进行放大的系统，该系统包括：
第一路径，其包括用于在有用的频带之外对由所述单元生成的数字信号进行滤波的具有有限脉冲响应的第一带通数字滤波器，以及置于所述第一数字滤波器的输出处的第一数字/模拟转换器，
频率移置模块，其用于将基带中或中频中的信号转换成载波频带中的信号，以及
放大设备，其包括预放大器和放大器，
此外，特征在于其包括：
第二路径，其包括用于在其有用的频带之外对由所述单元生成的数字信号进行滤波的具有有限脉冲响应的第二带通数字滤波器、置于所述第二数字滤波器的输出处的增益模块、置于所述增益模块的输出处的相位从动(phase-slaved)数控振荡器、以及置于所述数控振荡器的输出处的第二数字/模拟转换器，以及
复合器设备，其用于将所述第一和第二路径的信号相加。
该系统使得能够将该方法的效果集中在受非线性现象影响的频带上，而非以如现有解决方案所提出的全局方式。因此，这潜在地允许通过移除高功率输出滤波来使完整链简化。
根据一个实施例，所述频率移置模块置于所述复合器设备的输出和所述放大设备的输入之间。
在这种情况下，在同一时间需要单个频率移置和放大设备用于有用信号和补偿信号。
在一个实施例中，所述频率移置模块包括：本地振荡器；混频器，其适用于通过将所述频率移置模块的输入信号与本地振荡器的输出信号相乘来以频率方式(frequency-wise)相加；以及，第三模拟带通滤波器，其用于隔离所述相乘的结果。
根据另一实施例，所述频率移置模块包括：
第一频率移置子模块，其置于第一路径上在所述第一转换器的输出和所述加法器的输入之间，以及
第二频率移置子模块，其置于第二路径上在所述第二转换器(CNA2)的输出和所述加法器的输入之间。
在这种情况下，可以将专用于有用信号(第一路径)的频率移置设备的有用带宽限制到该信号的有用频带。
在一个实施例中，所述第一和/或第二频率移置子模块分别包括：本地振荡器；混频器，其适用于通过将所述频率移置子模块的输入信号与本地振荡器的输出信号相乘来以频率方式相加；以及，第三模拟带通滤波器，其用于隔离所述相乘的结果。
因此，可以对补偿信号进行线性放大，从而简化这种补偿的从动。
根据本发明的另一方面，还提出了用于放大卫星信号的方法，该方法包括以下步骤：
在第一路径上，对发射的信号进行数字滤波，以便消除偏离有用频带的部分并且将获得的数字信号转换成模拟信号，
在第二路径上，对发射的信号进行数字滤波，以便消除偏离有用频带的部分；将增益应用于获得的数字信号；同步所述信号以与所述第一路径的信号一致；以及，将获得的数字信号转换成模拟信号，
将所述第一和第二路径的信号相加，
执行频率移置，以便将基带中或中频中的信号转换成载波频带中的信号，以及
在发射之前对信号进行放大。
附图说明
在研究通过完全非限制性示例描述并通过附图示出的数个实施例之后，将会更好地理解本发明，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的一个方面，用于对由卫星信号发生单元生成的信号进行放大的系统的实施例；以及
图2示意性地示出了根据本发明的一个方面，用于对由卫星信号发生单元生成的信号进行放大的系统的另一实施例。
在所有的附图中，具有相同标记的元件是类似的。
具体实施方式
图1示意性地表示了用于对由卫星的信号发生单元UGS生成的信号进行方法的系统SA。该放大系统SA包括：第一路径V1，其配备具有有限脉冲响应的第一带通数字滤波器F1，所述第一带通数字滤波器F1用于在其有用频带之外对由单元UGS生成的数字信号进行滤波；以及，第一数字/模拟转换器CNA1，其置于所述第一数字滤波器F1的输出处。该放大系统SA还包括：频率移置模块MTF，其用于将基带中或者中频中的信号转换成载波频带中的信号；以及，放大设备DA，其包括预放大器和放大器。
此外，该放大系统SA还包括：第二路径V2和用于将第一和第二路径V1、V2的信号相加的复合器设备S，其中，所述第二路径V2包括：具有有限脉冲响应的第二带通数字滤波器F2，所述第二带通数字滤波器F2用于在有用频带之外对由单元UGS生成的数字信号进行滤波；增益模块G，其置于所述第二数字滤波器F2的输出处；相位从动数控振荡器NCO，其置于增益模块G的输出处；以及，第二数字/模拟转换器CNA2，其置于相位从动数控振荡器NCO的输出处。
频率移置模块MTF置于复合器设备S的输出和放大设备DA的输入之间。
在这个实例中，频率移置模块MTF包括：本地振荡器OL；混频器MEL，其适用于通过将所述频率移置模块MTF的输入信号与本地振荡器OL的输出信号相乘来以频率方式相加；以及，第三模拟带通滤波器F3，其用于隔离所述相乘的结果。
本地振荡器OL规定了以其来对复合的信号进行调制的载波频率。模拟带通滤波器F3使得能够将放大设备DA的输入限制到信号(包括补偿)的有用频带。
图1的实施例利用模块MTF的可选能力来同时管理有用信号和补偿信号。
图2示意性地表示用于对由用于生成卫星信号的单元UGS生成的信号进行放大的系统SA。该放大系统SA包括：第一路径V1，其配备具有有限脉冲响应的第一带通数字滤波器F1，所述第一带通数字滤波器F1用于在有用频带之外对由单元UGS生成的数字信号进行滤波；以及，第一数字/模拟转换器CNA1，其置于所述第一数字滤波器F1的输出处。该放大系统SA还包括：频率移置模块MTF，其用于将基带中或者中频中的信号转换成载波频带中的信号；以及，放大设备DA，其包括预放大器和放大器。
此外，该放大系统SA还包括：第二路径V2和用于将第一和第二路径V1、V2的信号相加的复合器设备S，其中，所述第二路径V2包括：具有有限脉冲响应的第二带通数字滤波器F2，所述第二带通数字滤波器F2用于在其有用频带之外对由单元UGS生成的数字信号进行滤波；增益模块G，其置于所述第二数字滤波器F2的输出处；相位从动数控振荡器NCO，其置于增益模块G的输出处；以及，第二数字/模拟转换器CNA2，其置于相位从动数控振荡器NCO的输出处。
频率移置模块MTF包括包含以下各项的频率移置模块MTF：
第一频率移置子模块MTF 1，其置于第一路径V1上在第一转换器CNA1的输出和加法器S的输入之间，以及
第二频率移置子模块MTF2，其置于第二路径V2上在第二转换器CNA2的输出和加法器S的输入之间。
第一和/或第二频率移置子模块MTF1、MTF2分别包括：本地振荡器OL1、OL2；混频器MEL1、MEL2，其适用于通过将频率移置子模块MTF1、MTF2的输入信号与本地振荡器OL1、OL2的输出信号相乘来以频率方式相加；以及，第三模拟带通滤波器F3_1、F3_2，其用于隔离所述相乘的结果，从而使得能够限制放大设备DA的输入处的信号的频谱占用。
图2的实施例在补偿信号的从动和增益方面简化了从动。

Claims (4)

1.一种用于对由生成卫星信号的单元(UGS)生成的信号进行放大的系统(SA)，包括：
第一路径(V1)，其包括：
用于在其有用的频带之外对由所述单元(UGS)生成的数字信号进行滤波的具有有限脉冲响应的第一带通数字滤波器(F1)，以及
置于所述第一数字滤波器(F1)的输出处的第一数字/模拟转换器(CNA1)；
频率移置模块(MTF)，其用于将基带中或中频中的信号转换成载波频带中的信号；
放大设备(DA)，其包括预放大器和放大器，
此外，所述系统(SA)的特征在于其包括：
第二路径(V2)，其包括：
用于在其有用的频带之外对由所述单元(UGS)生成的数字信号进行滤波的具有有限脉冲响应的第二带通数字滤波器(F2)，
置于所述第二数字滤波器(F2)的输出处的增益模块(G)，
置于所述增益模块(G)的输出处的相位从动数控振荡器(NCO)，以及
置于所述数控振荡器(NCO)的输出处的第二数字/模拟转换器(CNA2)；以及
复合器设备(S)，其用于将所述第一和第二路径(V1、V2)的信号相加，
其中，所述频率移置模块(MTF)包括：
第一频率移置子模块(MTF1)，其置于所述第一路径(V1)上在所述第一数字/模拟转换器(CNA1)的输出和所述复合器设备(S)的输入之间，以及
第二频率移置子模块(MTF2)，其置于所述第二路径(V2)上在所述第二数字/模拟转换器(CNA2)的输出和所述复合器设备(S)的输入之间。
2.根据权利要求1所述的系统(SA)，其中，所述频率移置模块(MTF)置于所述复合器设备(S)的输出和所述放大设备(DA)的输入之间。
3.根据权利要求2所述的系统(SA)，其中，所述频率移置模块(MTF)包括：
本地振荡器(OL)；
混频器(MEL)，其适用于通过将所述频率移置模块(MTF)的输入信号与所述本地振荡器(OL)的输出信号相乘来以频率方式相加；以及
第三模拟带通滤波器(F3)，其用于隔离所述混频器的输出信号。
4.根据权利要求1所述的系统(SA)，其中，所述第一或第二频率移置子模块(MTF1、MTF2)包括：
本地振荡器(OL1、OL2)；
混频器(MEL1、MEL2)，其适用于通过将所述第一或第二频率移置子模块(MTF1、MTF2)的输入信号与所述本地振荡器(OL1、OL2)的输出信号相乘来以频率方式相加；以及
第三模拟带通滤波器(F3_1、F3_2)，其用于隔离所述混频器的输出信号。
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