CN116527465A - 一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法、调制器及发信机 - Google Patents

一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法、调制器及发信机 Download PDF

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傅浩洋
朱蕾
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Abstract

本发明公开一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法、调制器及发信机，涉及无线通信技术领域，该方法包括根据输入信号的基带I信号和基带Q信号，采用相分离算法，得到归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ；根据幅度信号SA生成门限信号Vth1和Vth2；根据相位信号SΦ和射频载波频率fc生成2路相位调制参考信号Sref1和Sref2；分别对Vth1、Vth2、Sref1和Sref2进行门限比较，得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号；将4路3电平射频脉宽调制信号的加和值等效为射频脉宽调制信号SRF_PWM；本发明能够提高编码效率，降低对输出滤波的要求，提升全数字发信机的宽频段性能。

Description

一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法、调制器及发信机
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法、调制器及发信机。
背景技术
发信机是无线通信系统的重要组成部分之一，其作用是将已调基带信号上变频到射频(RF)，并将射频信号放大到足够天线发射的功率电平。它是决定无线通信系统输出信号质量和工作效率的主要因素。更小体积、更低功耗、更高通信速率、数字化及可重构是发信机的发展方向。近年来，结合直接数字射频调制(DDRFM)、开关模式功放(SMPA)和调谐滤波器的高效率、宽频段全数字发信机(ADTx)技术发展迅速，已成为无线通信领域的研究热点，其高效率、高线性以及灵活的可重构和可编程性能已成为软件定义无线电(SDR)最具吸引力的特性。
得益于氮化镓(GaN)高电子迁移率(HEMT)器件等高性能半导体器件技术的迅速发展，SMPA已可实现对几个Gbps速率的高速数字射频脉冲序列的高效放大。然而，由于该脉冲信号仅由2个或有限个离散的量化电平构成，不只包含所需的RF信号，还存在大量的量化噪声。由于SMPA固有的强非线性，DDRFM不仅要实现基带信号的数字上变频，还要进行脉冲编码，将数字射频信号转换为适合开关放大的脉冲信号，同时将量化噪声移至带外，以提高输出信噪比。
综合考虑信号完整性、效率和频谱纯度，Raab提出的射频脉宽调制技术(RF-PWM)【F.H.Raab，“Radio frequency pulsewidth modulation”IEEE Trans.Commun.vol.21，No.8，pp.958-966，1973】被认为是目前最适合DTx应用的高效脉冲编码技术之一。但该技术需要很高的采样频率，有限的时域分辨率将会产生大量的带内量化噪声及谐波并在数字上变频的过程中混入基带信号中导致频谱的混叠。针对RF-PWM的谐波问题，文献2(周强，陈剑斌，朱蕾.基于RF-PWM的主动谐波消除方法[J].太赫兹科学与电子信息学报，2017，15(5)：828-833)和文献3(Yao F Q，Zhou Q，Wei Z H.ANovel Multilevel RF-PWM Method WithActive-Harmonic Elimination for All-Digital Transmitters[J].IEEE Transactionson Microwave Theory and Techniques，2018，66(7)：3360-3373)分别提出了针对恒包络和非恒包络的调制信号特定谐波消除的多电平RF-PWM方法。中国专利(专利号ZL201711051727.2)公开了一种特定谐波消除多电平射频脉宽调制方法及调制器，可实现对多电平RF-PWM输出脉冲特定次谐波的主动消除，特别是通过优先消除低次谐波，可以显著降低对调谐滤波器的设计要求，有利于提高ADTx的宽频段性能。但是基于谐波消除需求，现有技术对输出滤波器设计要求很高，进而增加了设计的难度。
因此，基于谐波消除需求和现有技术的不足，亟需提供一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法、调制器及发信机，能够提高编码效率，降低对输出滤波的要求，提升全数字发信机的宽频段性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法、调制器及发信机，能够提高编码效率，降低对输出滤波的要求，提升全数字发信机的宽频段性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，包括：
根据输入信号的基带I信号和基带Q信号，采用相分离算法，得到归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ；
根据幅度信号SA生成门限信号Vth1和门限信号Vth2；
根据相位信号SΦ和射频载波频率fc生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2；
分别对门限信号Vth1、门限信号Vth2、相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2进行门限比较，得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号；所述4路3电平射频脉宽调制信号包括：3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_1、3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_2、3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_3和3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_4；
将4路3电平射频脉宽调制信号的加和值等效为射频脉宽调制信号SRF_PWM；所述射频脉宽调制信号SRF_PWM的基波分量与输入信号幅度成正比，且3、5次谐波分量同时被抵消。
可选地，所述根据输入信号的基带I信号和基带Q信号，采用相分离算法，得到归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ，具体包括以下公式：
其中，SA为归一化的幅度信号，SΦ为归一化的相位信号，I为基带I信号，Q为基带Q信号。
可选地，所述根据幅度信号SA生成门限信号Vth1和门限信号Vth2，具体包括以下公式：
Vth1＝sin[π/6-arccos(SA)]；
Vth2＝sin[π/6+arccos(SA)]；
其中，Vth1为门限信号Vth1，Vth2为门限信号Vth2。
可选地，所述根据相位信号SΦ和射频载波频率fc生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2，具体包括以下公式：
Sref1＝cos(2πfct-SΦ-π/10)；
Sref2＝cos(2πfct-SΦ+π/10)；
其中，Sref1为相位调制参考信号Sref1，Sref2为相位调制参考信号Sref2，fc为射频载波频率fc。
可选地，所述分别对门限信号Vth1、门限信号Vth2、相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2进行门限比较，得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号，具体包括以下公式：
一种主动谐波消除的的射频脉宽调制器，具有3个信号输入端和4个信号输出端，用于实现所述的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，所述射频脉宽调制器具体包括：幅相分离单元、信号调制单元、第一门限比较单元、第二门限比较单元、第三门限比较单元以及第四门限比较单元；
所述幅相分离单元用于接收输入信号的基带I信号和基带Q信号，并采用相分离算法，得到归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ；
所述信号调制单元用于接收幅度信号SA和相位信号SΦ以及射频载波频率信息fc；并根据根据幅度信号SA生成门限信号Vth1和门限信号Vth2，根据相位信号SΦ和射频载波频率fc生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2；
所述第一门限比较单元用于对门限信号Vth1和参考信号Sref1进行门限比较，得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_1；
所述第二门限比较单元用于对门限信号Vth2和参考信号Sref1进行门限比较得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_2；
所述第三门限比较单元用于对门限信号Vth2和参考信号Sref2进行门限比较得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_3；
所述第四门限比较单元用于对门限信号Vth1和参考信号Sref2进行门限比较得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_4；所述第一门限比较单元、第二门限比较单元、第三门限比较单元以及第四门限比较单元结构相同。
可选地，所述信号调制单元包括：门限计算模块和参考信号生成模块；
所述门限计算模块用于接收幅度信号SA，并根据公式Vth1＝sin[π/6-arccos(SA)]和公式Vth2＝sin[π/6+arccos(SA)]生成门限信号Vth1和门限信号Vth2；
所述参考信号生成模块用于根据相位信号SΦ和射频载波频率fc，采用公式Sref1＝cos(2πfct-SΦ-π/10)和公式Sref2＝cos(2πfct-SΦ+π/10)生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2；
其中，SA为归一化的幅度信号，SΦ为归一化的相位信号，Vth1为门限信号Vth1，Vth2为门限信号Vth2，Sref1为相位调制参考信号Sref1，Sref2为相位调制参考信号Sref2，fc为射频载波频率fc。
一种全数字发信机，所述全数字发信机所述的射频脉宽调制器、开关模式功率放大单元和输出滤波器单元；
所述射频脉宽调制器根据输入信号的基带I信号和基带Q信号，采用所述的主动谐波消除的射频脉宽调制方法生成发信机载波频率下的4路3电平射频脉宽调制信号；
所述开关模式功率放大单元用于根据4路3电平射频脉宽调制信号进行信号功率放大，产生并输出满足发射功率的数字射频功率信号SRF_POWER；
所述输出滤波器单元用于滤除数字射频功率信号SRF_POWER中的谐波和带外杂散噪声并实现数字/模拟转换，产生的模拟射频功率信号通过天线进行射频传输。
可选地，所述开关模式功率放大单元包括：4个D类H桥功率放大器；每个D类H桥功率放大器包含2个桥臂和1个巴伦；
每个桥臂包含2个轮流导通的开关功率管，且一所述开关功率管的源极与另一所述开关功率管的漏极相连并构成该桥臂的中点，源极与中点相连接的开关功率管为桥臂的上开关功率管；上开关功率管的漏极与直流电压源的正极相连接，漏极与中点相连的开关功率管为桥臂的下开关功率管，下开关功率管的源极直接接地，任何时刻每个桥臂仅有一个开关功率管导通，另一个开关管功率截止；
巴伦具有2个输入端和2个输出端，2个输入端分别与所述D类H桥功率放大器的2个桥臂的中点连接；1个输出端接地，1个输出端接输出滤波器单元的输入端。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明所提供的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法、调制器及发信机，与现有技术的3次谐波消除5电平射频脉宽调制方法、调制器及发信机相比，本发明生成4路特定参数的3电平射频脉宽调制信号，合成多电平RF-PWM信号，提高了输出信号的编码效率。与现有技术的3次谐波消除5电平射频脉宽调制方法、调制器及发信机相比，本发明通过控制3电平射频脉宽调制信号的脉冲宽度和脉冲中心位置，在3次谐波消除的基础上同时实现5次谐波的消除，降低了输出滤波要求，提升了全数字发信机宽频段性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法流程示意图；
图2为本发明所提供的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法原理示意图；
图3为门限比较生成任意3电平射频脉宽调制信号示意图；
图4的(a)部分和(b)分别为幅度信号SA不同情况下，本发明实施例的一种主动谐波消除的射频脉宽调制信号产生示意图。
图5为本发明实施例中所述主动谐波消除的射频脉宽调制信号的输出频谱及其滤波器抑制要求示意图。
图6为本发明实施例的一种主动谐波消除的射频脉宽调制器的结构示意图；
图7本发明实施例的一种全数字发信机中开关模式功率放大单元的结构示意图
图8为图7所示开关模式功率放大单元中单个开关模式功率放大器的结构示意图
图9为本发明实施例一种全数字发信机的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法、调制器及发信机，能够提高编码效率，降低对输出滤波的要求，提升全数字发信机的宽频段性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明基于如下思路：在门限比较生成射频脉宽调制信号的基础上，通过调整输入信号的幅度信号与门限信号的关系和参考信号的相位偏移量，控制生成的参考信号和门限信号，进而输出4路脉冲宽度相等的3电平射频脉宽调制信号，并直接驱动后级H桥D类功率放大器实现高效开关功率放大，将放大后的4路信号线性叠加得到射频脉宽调制信号。
如图1和图2所示，本发明所提供的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，包括：
S101，根据输入信号的基带I信号和基带Q信号，采用相分离算法，得到归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ；其中，图4的(a)部分和(b)分别为幅度信号SA不同情况下，本发明实施例的一种主动谐波消除的射频脉宽调制信号产生示意图。
S101具体包括以下公式：
其中，SA为归一化的幅度信号，SΦ为归一化的相位信号，I为基带I信号，Q为基带Q信号。
S102，根据幅度信号SA生成门限信号Vth1和门限信号Vth2。
S102具体包括以下公式：
Vth1＝sin[π/6-arccos(SA)]。
Vth2＝sin[π/6+arccos(SA)]。
其中，Vth1为门限信号Vth1，Vth2为门限信号Vth2。
S103，根据相位信号SΦ和射频载波频率fc生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2。
S103具体包括以下公式：
Sref1＝cos(2πfct-SΦ-π/10)。
Sref2＝cos(2πfct-SΦ+π/10)。
其中，Sref1为相位调制参考信号Sref1，Sref2为相位调制参考信号Sref2，fc为射频载波频率fc。
S104，分别对门限信号Vth1、门限信号Vth2、相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2进行门限比较，得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号；所述4路3电平射频脉宽调制信号包括：3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_1、3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_2、3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_3和3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_4；生成任意3电平射频脉宽调制信号示意图，如图3所示。3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_1与S3LRF_PWM_3的脉冲宽度相等，S3LRF_PWM_2与S3LRF_PWM_4的脉冲宽度相等，且S3LRF_PWM_1和S3LRF_PWM_2的脉冲中心位置相同，S3LRF_PWM_3和S3LRF_PWM_4的脉冲中心位置相同，根据以下公式由相位信号SΦ和射频载波频率fc得到t1和t2。
t1＝SΦ/2πfc+1/20fc。
t2＝SΦ/2πfc-1/20fc。
S104具体包括以下公式：
S105，将4路3电平射频脉宽调制信号的加和值等效为射频脉宽调制信号SRF_PWM；图5为本发明实施例中所述主动谐波消除的射频脉宽调制信号的输出频谱及其滤波器抑制要求示意图，所述射频脉宽调制信号SRF_PWM的基波分量与输入信号幅度成正比，且3、5次谐波分量同时被抵消。
如图6所示，本发明所提供的一种主动谐波消除的的射频脉宽调制器100，具有3个信号输入端和4个信号输出端，用于实现所述的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，其特征在于，所述射频脉宽调制器100具体包括：幅相分离单元110、信号调制单元120、第一门限比较单元130、第二门限比较单元140、第三门限比较单元150以及第四门限比较单元160；
所述幅相分离单元110用于接收输入信号的基带I信号和基带Q信号，并采用相分离算法，得到归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ；
其中，幅相分离单元110具有2个输入端和2个输出端，2个输入端分别为所述射频脉宽调制器100的第一输入端和第二输入端，归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ分别由第一输出端和第二输出端输出。
所述信号调制单元120用于接收幅度信号SA和相位信号SΦ以及射频载波频率信息fc；并根据根据幅度信号SA生成门限信号Vth1和门限信号Vth2，根据相位信号SΦ和射频载波频率fc生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2。
其中，信号调制单元120具有3个输入端和4个输出端，第一、第二输入端分别耦合到幅相分离单元110的2个输出端。第三输入端为所述射频脉宽调制器100的第三输入端，用于接收射频载波频率信息fc；并将2路门限信号Vth1和Vth2由第一、第二信号输出端输出，将2路参考信号Sref1和Sref2由第三、第四输出端输出。
所述第一门限比较单元130用于对门限信号Vth1和参考信号Sref1进行门限比较，得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_1。
所述第二门限比较单元140用于对门限信号Vth2和参考信号Sref1进行门限比较得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_2。
所述第三门限比较单元150用于对门限信号Vth2和参考信号Sref2进行门限比较得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_3。
所述第四门限比较单元160用于对门限信号Vth1和参考信号Sref2进行门限比较得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_4；所述第一门限比较单元130、第二门限比较单元140、第三门限比较单元150以及第四门限比较单元160结构相同。
每个门限比较单元具有相同结构，且具有2个输入端和1个输出端。
所述信号调制单元120包括：门限计算模块121和参考信号生成模块122。
所述门限计算模块121用于接收幅度信号SA，并根据公式Vth1＝sin[π/6-arccos(SA)]和公式Vth2＝sin[π/6+arccos(SA)]生成门限信号Vth1和门限信号Vth2。
门限计算模块121具有1个输入端和2个输出端，输入端耦合到幅相分离单元110的第一输出端。
门限计算模块121通过可查表法得到2路门限信号Vth1和Vth2。
在本发明的一个实施例中，所述门限比较器可在数字域利用可编程逻辑器件实现，也可通过模拟比较器实现。
所述参考信号生成模块122用于根据相位信号SΦ和射频载波频率fc，采用公式Sref1＝cos(2πfct-SΦ-π/10)和公式Sref2＝cos(2πfct-SΦ+π/10)生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2。
参考信号生成模块122具有2个输入端和2个输出端，一个输入端耦合到幅相分离单元110的第二输出端，用于接收相位信号SΦ，另一输入端为所述射频脉宽调制器100的第三输入端，用于接收射频载波频率信息fc。
其中，SA为归一化的幅度信号，SΦ为归一化的相位信号，Vth1为门限信号Vth1，Vth2为门限信号Vth2，Sref1为相位调制参考信号Sref1，Sref2为相位调制参考信号Sref2，fc为射频载波频率fc。
如图9所示，本发明所提供的一种全数字发信机，所述全数字发信机包括所述的射频脉宽调制器100、开关模式功率放大单元101和输出滤波器单元102。
所述射频脉宽调制器100根据输入信号的基带I信号和基带Q信号，采用所述的主动谐波消除的射频脉宽调制方法生成发信机载波频率下的4路3电平射频脉宽调制信号。
所述开关模式功率放大单元101用于根据4路3电平射频脉宽调制信号进行信号功率放大，产生并输出满足发射功率的数字射频功率信号SRF_POWER。
所述输出滤波器单元102用于滤除数字射频功率信号SRF_POWER中的谐波和带外杂散噪声并实现数字/模拟转换，产生的模拟射频功率信号通过天线进行射频传输。
如图7所示，所述开关模式功率放大单元101包括：4个相同的D类H桥功率放大器201、D类H桥功率放大器202、D类H桥功率放大器203以及D类H桥功率放大器204。
如图8所示，每个D类H桥功率放大器包含2个桥臂和1个巴伦，S1、S2、/>为每个放大器中的4个开关功率管，S1、/>构成一个桥臂，S2、/>构成另一个桥臂。每个桥臂包含2个轮流导通的开关功率管，且一所述开关功率管的源极与另一所述开关功率管的漏极相连并构成该桥臂的中点，源极与中点相连接的开关功率管为桥臂的上开关功率管；上开关功率管的漏极与直流电压源的正极VDD相连接，漏极与中点相连的开关功率管为桥臂的下开关功率管，下开关功率管的源极直接接地，任何时刻每个桥臂仅有一个开关功率管导通，另一个开关管功率截止。
巴伦具有2个输入端和2个输出端，2个输入端分别与所述D类H桥功率放大器的2个桥臂的中点连接；1个输出端接地，1个输出端表示为Vout，4个输出端串联后接输出滤波器单元102的输入端。
在本发明的一个实施例中，所述巴伦可用具有1个输入绕组和1个输出绕组的变压器代替。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，其特征在于，包括：
根据输入信号的基带I信号和基带Q信号，采用相分离算法，得到归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ；
根据幅度信号SA生成门限信号Vth1和门限信号Vth2；
根据相位信号SΦ和射频载波频率fc生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2；
分别对门限信号Vth1、门限信号Vth2、相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2进行门限比较，得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号；所述4路3电平射频脉宽调制信号包括：3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_1、3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_2、3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_3和3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_4；
将4路3电平射频脉宽调制信号的加和值等效为射频脉宽调制信号SRF_PWM；所述射频脉宽调制信号SRF_PWM的基波分量与输入信号幅度成正比，且3、5次谐波分量同时被抵消。
2.根据权利要求1所述的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，其特征在于，所述根据输入信号的基带I信号和基带Q信号，采用相分离算法，得到归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ，具体包括以下公式：
其中，SA为归一化的幅度信号，SΦ为归一化的相位信号，I为基带I信号，Q为基带Q信号。
3.根据权利要求2所述的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，其特征在于，所述根据幅度信号SA生成门限信号Vth1和门限信号Vth2，具体包括以下公式：
Vth1＝sin[π/6-arccos(SA)]；
Vth2＝sin[π/6+arccos(SA)]；
其中，Vth1为门限信号Vth1，Vth2为门限信号Vth2。
4.根据权利要求3所述的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，其特征在于，所述根据相位信号SΦ和射频载波频率fc生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2，具体包括以下公式：
Sref1＝cos(2πfct-SΦ-π/10)；
Sref2＝cos(2πfct-SΦ+π/10)；
其中，Sref1为相位调制参考信号Sref1，Sref2为相位调制参考信号Sref2，fc为射频载波频率fc。
5.根据权利要求4所述的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，其特征在于，所述分别对门限信号Vth1、门限信号Vth2、相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2进行门限比较，得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号，具体包括以下公式：
6.一种主动谐波消除的的射频脉宽调制器，具有3个信号输入端和4个信号输出端，用于实现权利要求1-5任意一项所述的一种主动谐波消除的射频脉宽调制方法，其特征在于，所述射频脉宽调制器具体包括：幅相分离单元、信号调制单元、第一门限比较单元、第二门限比较单元、第三门限比较单元以及第四门限比较单元；
所述幅相分离单元用于接收输入信号的基带I信号和基带Q信号，并采用相分离算法，得到归一化的幅度信号SA和相位信号SΦ；
所述信号调制单元用于接收幅度信号SA和相位信号SΦ以及射频载波频率信息fc；并根据根据幅度信号SA生成门限信号Vth1和门限信号Vth2，根据相位信号SΦ和射频载波频率fc生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2；
所述第一门限比较单元用于对门限信号Vth1和参考信号Sref1进行门限比较，得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_1；
所述第二门限比较单元用于对门限信号Vth2和参考信号Sref1进行门限比较得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_2；
所述第三门限比较单元用于对门限信号Vth2和参考信号Sref2进行门限比较得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_3；
所述第四门限比较单元用于对门限信号Vth1和参考信号Sref2进行门限比较得到并输出4路3电平射频脉宽调制信号S3LRF_PWM_4；所述第一门限比较单元、第二门限比较单元、第三门限比较单元以及第四门限比较单元结构相同。
7.根据权利要求6所述的一种主动谐波消除的射频脉宽调制器，其特征在于，所述信号调制单元包括：门限计算模块和参考信号生成模块；
所述门限计算模块用于接收幅度信号SA，并根据公式Vth1＝sin[π/6-arccos(SA)]和公式Vth2＝sin[π/6+arccos(SA)]生成门限信号Vth1和门限信号Vth2；
所述参考信号生成模块用于根据相位信号SΦ和射频载波频率fc，采用公式Sref1＝cos(2πfct-SΦ-π/10)和公式Sref2＝cos(2πfct-SΦ+π/10)生成2路相位调制参考信号Sref1和相位调制参考信号Sref2；
其中，SA为归一化的幅度信号，SΦ为归一化的相位信号，Vth1为门限信号Vth1，Vth2为门限信号Vth2，Sref1为相位调制参考信号Sref1，Sref2为相位调制参考信号Sref2，fc为射频载波频率fc。
8.一种全数字发信机，其特征在于，所述全数字发信机包括权利要求6或权利要求7所述的射频脉宽调制器、开关模式功率放大单元和输出滤波器单元；
所述射频脉宽调制器根据输入信号的基带I信号和基带Q信号，采用权利要求1-5任意一项所述的主动谐波消除的射频脉宽调制方法生成发信机载波频率下的4路3电平射频脉宽调制信号；
所述开关模式功率放大单元用于根据4路3电平射频脉宽调制信号进行信号功率放大，产生并输出满足发射功率的数字射频功率信号SRF_POWER；
所述输出滤波器单元用于滤除数字射频功率信号SRF_POWER中的谐波和带外杂散噪声并实现数字/模拟转换，产生的模拟射频功率信号通过天线进行射频传输。
9.根据权利要求8所述的一种全数字发信机，其特征在于，所述开关模式功率放大单元包括：4个D类H桥功率放大器；每个D类H桥功率放大器包含2个桥臂和1个巴伦；
每个桥臂包含2个轮流导通的开关功率管，且一所述开关功率管的源极与另一所述开关功率管的漏极相连并构成该桥臂的中点，源极与中点相连接的开关功率管为桥臂的上开关功率管；上开关功率管的漏极与直流电压源的正极相连接，漏极与中点相连的开关功率管为桥臂的下开关功率管，下开关功率管的源极直接接地，任何时刻每个桥臂仅有一个开关功率管导通，另一个开关管功率截止；
巴伦具有2个输入端和2个输出端，2个输入端分别与所述D类H桥功率放大器的2个桥臂的中点连接；1个输出端接地，1个输出端接输出滤波器单元的输入端。
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