CN1551491A - 使用数字正交基带混合电路的多端口放大装置 - Google Patents

Abstract

本发明的多端口放大装置利用数字正交基带90度混合电路来实现组成输入混合网络的各个混合器，并因此可以消除输入混合网络中的各条线之间的增益偏差和相位偏差。因此，可以将整个装置所需的各条线之间的增益偏差和相位偏差值仅分配到放大器和输出射频带混合网络，因而有助于最优设计。此外，因为输入混合网络是对数字正交基带信号域的信号进行处理，所以可以大大减小其尺寸和降低其成本。

Description

使用数字正交基带混合电路的多端口放大装置

技术领域

本发明涉及用于多波束通信卫星的多端口放大装置、使用阵列天线的移动通信基站等。

背景技术

多端口放大装置用在多波束通信卫星和使用阵列天线的移动通信基站中。多端口放大装置包括输入混合网络(hybrid network)、输出混合网络和将输入混合网络与输出混合网络连接起来的放大器。输入混合网络具有2ⁿ(n是自然数)个输入/输出端口，并且输出端口与2ⁿ个放大器相连。各个放大器的输出端与和输入混合网络对等的输出混合网络相连。

输入混合网络用于将来自2ⁿ个输入端口的输入信号均匀地分配到各个放大器。每个放大器对均匀分配于其上的输入信号进行放大。经放大器放大的输入信号在输出混合网络中被合并。而各个合并信号则对应于从各个输入端口施加的输入信号。因为各个放大器对从输入端口均匀分配于其上的所有输入信号都进行放大，所以即使各个输入端口的信号之间存在电平差，也可以使各个放大器的输出功率电平保持一致。换言之，每一个放大器都可以与任意输入端口的信号相连以进行分布式放大，而不是将每个输入端口的信号连接到固定的放大器，这样就可以有效地利用每个放大器的动态放大范围。

图1图示了根据现有技术的八线多端口放大装置的示例性配置。所述八线多端口放大装置包括输入射频带混合网络22、模拟射频输入类放大器13和输出射频带混合网络5，并且具有八个射频带输入端口23和八个射频带输出端口9(例如，参见日本在先公开专利申请2003-17927中的图3，日本在先公开专利申请平9-167930中的图3等)。

输入射频带混合网络22由用于功率分配的射频带90度混合器6组成。类似地，输出射频带混合网络5由用于功率合并的射频带90度混合器6组成。这个现有技术的特征在于，在各个输入和输出混合网络中所分配和合并的都是射频带信号。

将针对混合网络的操作来描述多端口放大装置。图2中所示出的框图描述了射频带90度混合器6的操作。这里所图示的是示例性的二线多端口放大装置，以简化描述。射频带90度混合器6将两个射频输入信号中每一个的幅度都乘以

，将这样得到的每一个信号都分割为一个相位0度的信号和一个相位被延迟90度的信号，将各个信号加起来，并且在两条线上发送信号。射频带90度混合器6的输出分别被施加到模拟射频输入类放大器13。由各自的模拟射频输入类放大器13所放大的两个射频带信号在幅度和相位上都发生了变化，并由输出射频带90度混合器6合并，然后从那里被发送出去。

在图2中，当用p1、p2来指定两个射频输入信号，并用q1、q2来指定输入射频带90度混合器6的两个输出信号时，可用方程(7)和(8)来表示输入射频带90度混合器6的输入/输出关系。输入射频带90度混合器6的特性与输出射频带90度混合器6相同。当输出射频带90度混合器6的两个输出信号被指定为r1、r2，并使用方程(9)进行替换而以矩阵来表示90度相位延迟时，二线多端口放大装置的输入/输出特性由方程(10)来表示。这里应当注意，图2中上面和下面的线在输入端口和输出端口处被互换。

传统的多端口放大装置包括如上所述依赖模拟射频带信号的混合网络。在这样一种配置中，根据图l中的输入射频带混合网络22、每个模拟射频输入类放大器13和输出射频带混合网络5的特性，在多端口放大装置中的各条线之间可能出现增益偏差和相位偏差。各条线之间的偏差将会在很大程度上影响输出端上的合并损耗和线间隔离度。在以下文献中示出了对这种影响的特性分析，该文献是S.Egami，M.Kawai所著的，题为“AnAdaptive Multiple Beam System Concept”，发表在IEEE Joumal on SelectedAreas in Communications，Vol.SAC-5，No.4，May，1987。

例如，对八线多端口放大装置的特性的分析结果如图3和图4所示。当各条线之间的增益标准偏差用ΔG(dB)来表示；并且相位标准偏差由Δθ(deg)来表示时，可用图3中的图来表示增益标准偏差和相位标准偏差对输出端上的合并损耗(dB)的影响。绘制这张图的前提是假设八条线的标准偏差值都均匀地分布在增益标准值两侧的±ΔG(dB)范围内以及相位标准值两侧的±Δθ(deg)范围内。合并损耗指的是除了由混合网络造成的固定插入损耗以外，由标准偏差的影响所引起的损耗。可用图4中的图来表示增益标准偏差和相位标准偏差对线间隔离度(dB)的影响。

为了将合并损耗限制在0.1dB或更低，就必须将增益标准偏差减小到1.5dB或更低，并将相位标准偏差减小到10度或更低，这可以从图3中看出来。此外，为了确保线间隔离度达到30dB或更高，就必须将增益标准偏差减小到0.8dB或更低，并将相位标准偏差减小到5度或更低，这可以从图4中看出来。如果在输入射频带混合网络22、模拟射频输入类放大器13和输出射频带混合网络5的各个组件上分配各个所需的偏差值，那么对每个组件的特性的要求就会非常严格。

在图1所示的输入射频带混合网络22和输出射频带混合网络5中，很难在设计上完全匹配用于将组成混合网络的多个射频带90度混合器6互连起来的电缆、微带线(microstrip line)或带状线(strip line)的电长度。这样做的不利之处在于需要对每一个装置进行调整。此外，因为最长的电长度是基于对剩余线的调整，所以混合网络的尺寸将增大。

为了调整各条线之间的偏差，可以在每个放大器之前设置一个增益相位补偿电路，用于补偿增益和相位。图5图示了在图1的输入射频带混合网络22和各个模拟射频输入类放大器13之间所设置的射频带增益相位补偿器电路24。在这种配置下，各条线之间的增益偏差和相位偏差可由射频带增益相位补偿器电路24进行装置级的调整，其中射频带增益相位补偿器电路24的数量和线的数量一样多。然而，因为射频带增益相位补偿器电路24需要和线的数量一样多的射频带可变衰减器和可变移相器，所以这样得到的装置将会很昂贵。此外，由于增益相位补偿器电路24由模拟元件组成，所以补偿特性会经受频率偏差、温度导致的变化以及老化问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种多端口放大装置，其消除线之间的偏差，并改善合并损耗、线间隔离度等特性。

本发明的另一个目的是提供一种多端口放大装置，其特性保持稳定，具有较小的频率偏差、温度导致的变化以及老化问题。

本发明的另一个目的是有助于对多端口放大装置的最优设计。

本发明的另一个目的是提供一种多端口放大装置，其中省略对每一个装置的调整步骤，以提高其生产率。

本发明的另一个目的是提供一种尺寸更小的多端口放大装置，以改善其安装上的通用性。

本发明的另一个目的是降低多端口放大装置的成本。

为了实现以上目的，根据本发明的多端口放大装置包括输入混合网络(1)、放大器(4，13)和输出混合网络(5)。输入混合网络(1)具有多个输入端口(8)。放大器(4，13)与输入混合网络(1)的输出端相连，并且具有和输入端口的数量一样多的放大器。输出混合网络(5)与放大器(4，13)的输出端相连，并且具有多个输出端口(9)。输入混合网络(1)从多个输入端口(8)中接收数字正交基带信号，并将所接收的数字正交基带信号均匀地分配到多个放大器(4，13)。

在本发明的多端口放大装置中的输入混合网络(1)包括2ⁿ个输入端口(8)和2^(n-1)×n个混合电路(2)。混合电路(2)是用于处理数字正交基带信号的数字混合电路(2)。

在本发明的多端口放大装置中的数字混合电路(2)是数字正交基带混合电路(2)，其包括加法器(10)，用于将进入的数字正交基带信号相加，还包括减法器(11)，用于将一个数字正交基带信号从另一个数字正交基带信号中减去。

在本发明的多端口放大装置中的输出混合网络包括2ⁿ个输出端口(9)和2^(n-1)×n个输出混合电路(6)。输出混合电路(6)是用于处理模拟射频带信号的模拟混合电路(6)。

在本发明的多端口放大装置中的每一个放大器(4)都是数字正交基带信号输入类放大器，用于放大从输入混合网络接收的数字正交基带信号，并且发送模拟射频带信号。

本发明的多端口放大装置包括放置在输入混合网络(1)之后的转换电路(12)，用于将数字正交基带信号转换为模拟射频带信号。转换电路(12)包括以下部件：数模转换器(14)，用于将数字正交基带信号转换为模拟正交基带信号；滤波器(15)，用于滤除模拟正交基带信号中所包含的由采样产生的混叠成份；以及正交调制器(16，16-2)，用于对已除去混叠成份的模拟正交基带信号进行正交调制。放大器(13)中的每一个都是模拟射频输入类放大器(13)，用于放大从转换电路(12)发送来的模拟射频带信号。

本发明的多端口放大装置中的输入混合网络(1)还包括复数乘法器(18)，用于调整数字正交基带信号的幅度和相位。

本发明的多端口放大装置包括放置在输入混合网络(1)之前的数字变频器(19)。

本发明的多端口放大装置包括放置在输入混合网络(1)之前的基带合并器(21)，用于合并多个数字正交基带信号。

对组成输入混合网络的每一个混合器，使用数字正交基带混合电路来处理数字正交基带信号，这样，本发明的多端口放大装置就可以消除在输入混合网络的各条线之间存在的增益偏差和相位偏差。

因此，与现有技术相比，可以将多端口放大装置所需的各条线之间的增益偏差和相位偏差值分配给放大器和输出混合网络，从而有助于最优设计。同时，由于输入混合网络处理的是数字正交基带信号域上的信号，因此与现有技术相比，可以大大减小输入混合网络的尺寸和降低其成本。

提供复数乘法器以调整数字正交基带信号的幅度和相位，以满足仅分配给放大器和输出混合网络的线之间的增益偏差和相位偏差值，这样，可以进一步简化调整过程，以利于最优设计。由于这个复数乘法器是在数字正交基带信号域进行处理，所以与现有技术中工作在模拟射频带的增益和相位补偿电路相比，可以大大减小复数乘法器的尺寸和降低其成本，并且可以提高稳定性。

附图说明

结合附图，参考以下描述，将会清楚本发明的以上及其它目的、特点和优点，所述附图示出了本发明的示例。

图1是用于图示根据现有技术的八线多端口放大装置的基本配置的框图；

图2是用于图示根据现有技术的二线多端口放大装置的配置的框图，其使用了射频带90度混合器；

图3表示各条线之间的增益标准偏差和相位标准偏差对八线多端口放大装置的输出端上的合并损耗的影响；

图4表示各条线之间的增益标准偏差和相位标准偏差对八线多端口放大装置的线间隔离度的影响；

图5是用于图示根据现有技术的八线多端口放大装置的基本配置的框图，其包括射频带增益相位补偿电路；

图6是用于图示根据本发明第一实施例的八线多端口放大装置的示例性基本配置的框图；

图7是用于图示图6中的八线多端口放大装置所采用的数字正交基带90度混合电路的基本配置的框图；

图8是用于图示采用了图7中的数字正交基带90度混合电路的二线多端口放大装置的配置的框图；

图9是用于图示第一实施例中的数字正交基带90度混合电路的示例性修改的配置的框图；

图10是用于图示采用了图9中的数字正交基带90度混合电路的二线多端口放大装置的配置的框图；

图11是用于图示根据本发明第二实施例的八线多端口放大装置的示例性基本配置的框图；

图12是用于图示多端口放大装置中的转换器的基本配置的框图；

图13是用于图示第二实施例中的转换电路的示例性修改的基本配置的框图；

图14是用于图示根据本发明第三实施例的八线多端口放大装置的基本配置的框图；

图15是用于图示多端口放大装置中的复数乘法器的配置的框图；

图16是用于图示放置在根据本发明第四实施例的多端口放大装置之前的变频器的框图；以及

图17是用于图示在第四实施例中所采用的基带合并器的框图。

具体实施方式

第一实施例

参考图6到8来描述本发明的第一实施例。图6是用于图示八线多端口放大装置的示例性配置的框图。在图6中，用相同的标号来指定和图1中所示的现有技术相同的那些组件。第一实施例的八线多端口放大装置与图1中所示的现有技术的对应部分的不同之处在于输入混合网络和放大器。所述输入混合网络包括输入数字正交基带混合网络1，其包括八个数字正交基带输入端口8，并由数字正交基带90度混合电路2组成。与输入混合网络相连的放大器是数字正交基带输入放大器4。数字正交基带输入放大器4的一个代表就是数字预失真类放大器。输出混合网络5具有和图1所示的现有技术的示例相同的配置。

图7是用于图示数字正交基带90度混合电路2的基本配置的框图。数字正交基带90度混合电路2包括两个加法器10和两个减法器11，它接收两个数字正交基带输入信号p1、p2，并发送两个数字正交基带输出信号q1、q2。数字正交基带输入信号p1由I分量信号Ip1和Q分量信号Qp1组成。数字正交基带输入信号p2由I分量信号Ip2和Q分量信号Qp2组成。同样，数字正交基带输出信号q1由I分量信号Iq1和Q分量信号Qq1组成，而数字正交基带输出信号q2由I分量信号Iq2和Q分量信号Qq2组成。

对于两个数字正交基带输入信号p1、p2而言，将加法器10和减法器11连接为满足以下条件：

Iq1＝Ip1+Qp2

Qq1＝Qp1+(-Ip2)，并且

Iq2＝Ip2+Qp1

Qq2＝Qp2+(-Ip1)

现在，参考附图来描述根据本发明第一实施例的多端口放大装置的操作。从八条线向数字正交基带输入端口8施加数字正交基带信号。由各个数字正交基带90度混合电路2对施加到输入数字正交基带混合网络1的八条线上的数字正交基带信号进行分配，但在各条线之间不产生任何增益偏差和相位偏差。所分配的数字正交基带信号由相关的数字正交基带输入放大器4放大。由于在数字正交基带输入放大器4之后的输出混合网络5与现有技术的示例相同，因此省略对其操作的描述。

接下来，参考图7和8对数字正交基带90度混合电路2的操作进行描述。施加到90度混合电路2中的两条线上的信号被分割为两个信号，其中一个信号具有 倍的幅度和0度的相位，另一个信号具有

倍的幅度和90度延迟的相位，后面再把这两个信号加起来。这里，由图7中的方程(1)来表示延迟90度的相位。在正交基带信号中，当用I和Q指定输入信号，用I′和Q′指定具有延迟90度相位的输出信号时，如方程(2)所示，满足I′＝Q，Q′＝-I。因此，数字正交基带90度混合电路2的输入和输出之间的关系表示为：

Iq1＝Ip1+Qp2

Qq1＝Qp1+(-Ip2)，并且

Iq2＝Ip2+Qp1

Qq2＝Qp2+(-Ip1)

其中，Ip1、Qp1和Ip2、Qp2分别是二线数字正交基带输入信号p1和p2的信号分量，Iq1、Qq1和Iq2、Qq2分别是数字正交基带90度混合电路2的二线输出信号q1和q2的信号分量。

上述操作可以由算术电路实施，该算术电路由两个加法器10和两个减法器11组成，如图7所示。因而，图7中的算术电路可以实现与现有技术中的射频带90度混合器6等同的特性，并生成二线数字正交基带输出信号，而不在各条线之间造成增益偏差和相位偏差。

下面参考图8，将对采用图7中所示的数字正交基带90度混合电路2的多端口放大装置的操作进行描述。这里所图示的是二线多端口放大装置，以简化描述。所述多端口放大装置包括一个图7中所示的数字正交基带90度混合电路2、两个数字正交基带输入放大器4和一个射频带90度混合器6。

这里，用p1、p2指定二线数字正交基带输入信号，而用r1、r2来指定在输出侧的射频带90度混合器6的二线输出信号。此外，当使用方程(1)进行替换而以矩阵来表示90度相位延迟时，二线多端口放大装置的输入/输出特性由方程(3)来表示。这个输入/输出特性对应于图2中与现有技术有关的方程(10)。

与现有技术中的射频带90度混合器6不同，在输入侧的数字正交基带90度混合电路2所提供的输出信号的幅度是方程(10)所计算的那些信号的

倍，这是因为每个输入信号的幅度不是

倍(当转换成功率时是1/2倍)。因此，根据本发明，假设该多端口放大装置所需的增益与现有技术中相同，那么放大器的增益可以减小到 倍的幅度(1/2倍的功率)。应当清楚，通过对上述内容的类似分析，本发明同样可以应用到具有任意数量的2ⁿ条线(n是自然数)的多端口放大装置中，所述多端口放大装置包括四线和八线的多端口放大装置。

图9是用于图示对本发明的第一实施例做示例性修改后的数字正交基带90度混合电路2的配置的框图。这个修改后的混合电路2与图7中所示的本发明的实施例的不同之处在于，将图7中的加法器和减法器互换了位置。

接下来，将参考附图对数字正交基带90度混合电路2的操作进行描述。在这个示例性的修改中，与第一实施例所示的90度相位延迟不同，数字正交基带90度混合电路2将相位提前了90度。由图9中的方程(4)来表示这种90度的相位提前。在正交基带信号中，当用I和Q指定输入信号，用I和Q指定相位提前90度的输出信号时，如方程(5)所示，满足I′＝-Q，Q′＝I。因此，数字正交基带90度混合电路2的输入/输出关系可以表示为：

Iq1＝Ip1+(-Qp2)

Qq1＝Qp1+Ip2，并且

Iq2＝Ip2+(-Qp1)

Qq2＝Qp2+Ip1

其中，Ip1、Qp1和Ip2、Qp2分别是二线数字正交基带输入信号p1和p2的信号分量，Iq1、Qq1和Iq2、Qq2分别是数字正交基带90度混合电路2的二线输出信号q1、q2的信号分量。

这些操作同样可由算术电路实施，该算术电路包括两个加法器10和两个减法器11，如图9所示。在这个算术电路中，将图7所示的算术电路中的加法器10与减法器11互换位置。因此，这个算术电路可以生成二线数字正交基带输出信号，而不在各条线之间造成增益偏差和相位偏差。

下面参考图10，对采用图9中的数字正交基带90度混合电路2的多端口放大装置的操作进行描述。这里所图示的是二线多端口放大装置，以简化描述。所述二线多端口放大装置包括一个图9中所示的数字正交基带90度混合电路2、两个数字正交基带输入类放大器4和一个射频带90度混合器6。

这里，用p1、p2指定二线数字正交基带输入信号，而用r1、r2来指定在输出侧的射频带90度混合器6的二线输出信号。此外，当通过用图7中的方程(1)进行替换而以矩阵来表示90度相位延迟，并通过用图9中的方程(4)进行替换而以矩阵来表示90度相位提前时，二线多端口放大装置的输入/输出特性由方程(6)来表示。与第一实施例中所示的、图8中的方程(3)相比，该二线多端口放大装置的特征在于，图中上面的线和下面的线在输入侧和输出侧并不互换。这个示例性的修改与第一实施例的类似之处在于：假设多端口放大装置所需的增益与现有技术中相同，那么和现有技术的射频带90度混合器6不同，每个输入信号都不具有

倍的幅度(1/2倍的功率)，从而使得放大器的增益可以减小到

倍(功率的1/2倍)。

还应当清楚，通过对上述内容的类似分析，本发明同样可以应用到具有任意数量的2ⁿ条线(n是自然数)的多端口放大装置中，包括四线和八线的多端口放大装置。

由于组成输入混合网络的混合器所处理的是数字正交基带信号，因此第一实施例的多端口放大装置可以限制线之间的偏差，并改善诸如合并损耗、线间隔离度等的特性。

另外，由于在输入混合网络中处理的是数字信号，所以第一实施例的多端口放大装置保持稳定的特性，其具有较小的频率偏差、温度导致的变化以及老化问题等。

此外，因为第一实施例的多端口放大装置可以消除输入混合网络中各条线之间的增益偏差和相位偏差，所以整个多端口放大装置所需的各条线之间的增益偏差和相位偏差值可被分配给放大器和输出混合网络，从而有助于对多端口放大装置的最优设计。

此外，根据第一实施例，由于在输入混合网络中处理的是数字信号，因此可以省略调整步骤，否则就需要执行该步骤以调整每个装置的电缆或微带线或带状线，所述的多端口放大装置有助于生产率的提高。

第二实施例

下面，参考图11和12来描述本发明的第二实施例。图11是用于图示八线多端口放大装置的示例性实施方案的框图。第二实施例的多端口放大装置与第一实施例(图6)的不同之处在于，在输入数字正交基带混合网络11和放大器13之间设置了转换电路12，所述放大器是模拟射频输入放大器，而不是数字正交基带输入放大器4。

图12是用于图示图11中的转换电路12的基本配置的框图。转换电路12包括数模转换器14、滤波器15、模拟正交调制器16和变频器电路17。图12中有两套数模转换器14和滤波器15，每一套分别对应于所接收的数字正交基带信号的I信号分量和Q信号分量。

每一个数模转换器14将进入的数字正交基带信号的I信号分量或Q信号分量从数字形式转换成模拟形式。每一个滤波器15从发送自数模转换器14的模拟正交基带信号中滤除由采样带来的混叠成份。模拟正交调制器16对已除去混叠成份的模拟正交基带信号进行正交调制，以生成中频带信号。变频器电路17将从模拟正交调制器16发送来的中频带信号转换为射频带信号。

图13是用于图示对图12中第二实施例的转换电路12做示例性修改后的转换电路12的基本配置的框图。图13中的转换电路12与图12中的转换电路12的不同之处在于，模拟正交调制器16-2具有直接将基带信号调制成射频带信号的功能。换言之，模拟正交调制器16-2在功能上包含了图12中的模拟正交调制器16和变频器电路17。

转换电路12包括数模转换器14、滤波器15和模拟正交调制器16-2。图13中有两套数模转换器14和滤波器15，每一套分别对应于所接收的数字正交基带信号的I信号分量和Q信号分量。

每一个数模转换器14将进入的数字正交基带信号的I信号分量或Q信号分量从数字形式转换成模拟形式。每一个滤波器15从发送自数模转换器14的模拟正交基带信号中滤除由采样带来的混叠成份。模拟正交调制器16-2对已除去混叠成份的模拟正交基带信号进行正交调制，以生成射频带信号。

如上所示，由于图12或13中所示的转换电路12设置在输入数字正交基带混合网络1的输出端，所以输入数字正交基带混合网络1也可以应用到采用模拟射频输入放大器13的图11所示的多端口放大装置中，还可以应用到采用数字正交基带输入放大器4的图6所示的多端口放大装置中。当利用不对失真进行补偿的直接类放大器、模拟预失真类放大器、前向反馈类放大器等来实现模拟射频输入类放大器13时，同样可以应用输入数字正交基带混合网络1。

第三实施例

下面，参考图14和15对本发明的第三实施例进行描述。图14是用于图示八线多端口放大装置的示例性实施方案的框图。图14中所示的多端口放大装置与图6中所示的第一实施例的不同之处在于，输入数字正交基带混合网络1包含复数乘法器18。

在输入数字正交基带混合网络1的最后一级，将来自数字正交基带90度混合电路2的数字正交基带输出信号施加到每一个复数乘法器18上，每个复数乘法器18生成已对幅度和相位进行调整的数字正交基带输出信号。从复数乘法器18发送的数字正交基带输出信号由相关的数字正交基带输入类放大器4放大。

如图15所示，复数乘法器18接收数字正交基带信号p、幅度信息R和相位信息θ，基于从外部来的幅度信息R和相位信息θ，对数字正交基带信号p进行幅度(增益)和相位补偿，并发送所得到的数字正交基带信号q。

提供复数乘法器18来调整数字正交基带信号的幅度和相位，这样就可以进一步简化调整，以在放大器4和输出射频带混合网络5中的各条线之间获得所需的增益偏差和相位偏差，结果有助于实现最优设计。另外，由于复数乘法器18处理的是数字正交基带信号域内的信号，所以与现有技术中工作在模拟射频带的增益和相位补偿电路相比，复数乘法器18可以大大减小尺寸和降低其成本，并提高稳定性。

第四实施例

下面对本发明的第四实施例进行描述，它是输入数字正交基带混合网络1和公知技术的电路的组合。通过将输入数字正交基带混合网络1与公知技术的电路组合起来，就可以使多端口放大装置具有扩展的功能。

当不同频率的信号被施加到多端口放大装置上时，可将图16所示的公知技术的变频器19设置在每个数字正交基带输入端口8之前，以适应不同的频率。在前面的图6、图11或图14中所示的输入数字正交基带混合网络1之前设置和线一样多的变频器19。变频器19由复数乘法器以及结合在一起的其它器件组成。用数控振荡器20产生的频率为f1的信号来转换进入的数字正交基带信号p的频率，以生成变频后的数字正交基带信号q。通过适当设置指定给每个端口的频率f1，就可以在基带上指定每个进入的数字正交基带信号p的频率。利用变频器19，就可以在基带上对图6、图11或图14中的每个数字正交基带输入端口8进行频率指定。

当由多个合成波组成的信号被施加到多端口放大装置的每个端口时，这样一种信号可由图17所示的基带信号合并电路来接纳。所述基带信号合并电路包括以下部件：变频器19，每一个变频器都包括复数乘法器等；数控振荡器20，用于产生在指定频率f上振荡的信号；以及由加法器等组成的基带合并器21。

变频器19和数控振荡器20的数量都设置成和施加到多端口放大装置的一个输入端口上的信号一样多，并在基带上完成频率指定。进入的基带输入信号p1、p2、......分别被相关的变频器19转换为具有频率f1、f2、......。各个变频后的基带输入信号由相关的基带合并器21在基带上将它们的I信号分量和Q信号分量组合起来，以生成输出信号q。

在图6、图11或图14中所示的输入数字正交基带混合网络1之前可以设置和线的数量一样多的、如图17所示的基带信号合并电路，以放大由多个合成波组成的信号。

虽然上面已对本发明申请提出的、可用于多波束通信卫星和使用阵列天线的移动通信基站的多端口放大装置进行了描述，但是本发明并不限于这样一种特定的多端口放大装置，在前述实施例中由图7和图9所示的数字正交基带90度混合电路2也可以作为90度混合器用在多端口放大装置以外的其它配置中。

根据本发明的多端口放大装置使用复数乘法器来调整数字正交基带信号的幅度和相位，以满足分配给放大器和输出混合网络的各条线之间所需的增益偏差和相位偏差，从而使得所述多端口放大装置可以有助于减少调整步骤以及提高生产率。

此外，根据上述实施例，由于输入混合网络和用于调整数字正交基带信号的幅度和相位的复数乘法器都是在数字正交基带信号域进行处理，所以和在模拟射频带信号域处理信号的相应传统部件相比，本发明所得到的多端口放大装置在尺寸和成本上都大大减小了。由于尺寸缩小，所以多端口放大装置可以在安装上具有更好的通用性。特别是在使用阵列天线的移动通信基站中，在实现安装在天线塔上的塔顶装置时可以方便安装。

虽然使用特定的术语对本发明的优选实施例进行了描述，但是这种描述仅仅是示例性的，应当理解，在不背离所附权利要求的精神和范围的情况下可以做出各种改变和变动。

Claims (9)

1.一种多端口放大装置，包括：

具有多个输入端口的输入混合网络；

与所述输入混合网络的输出端相连的多个放大器；和

与所述放大器的输出端相连，并具有多个输出端口的输出混合网络，

其中，所述输入混合网络从所述多个输入端口接收数字正交基带信号，并将所输入的数字正交基带信号均匀地分配给所述多个放大器。

2.如权利要求1所述的多端口放大装置，其中：

所述输入混合网络包括：

2ⁿ个所述输入端口；和

2^(n-1)×n个混合电路，

其中，所述混合电路中的每一个都是用于处理数字正交基带信号的数字混合电路。

3.如权利要求2所述的多端口放大装置，其中，所述数字混合电路是数字正交基带混合电路，该数字正交基带混合电路包括：

加法器，用于将进入的数字正交基带信号相加；和

减法器，用于将一个数字正交基带信号从另一个数字正交基带信号中减去。

4.如权利要求1所述的多端口放大装置，其中：

所述输出混合网络包括：

2ⁿ个所述输出端口；和

2^(n-1)×n个输出混合电路，

其中，所述输出混合电路中的每一个都是用于处理模拟射频带信号的模拟混合电路。

5.如权利要求1所述的多端口放大装置，其中：

所述放大器中的每一个都是数字正交基带信号输入类放大器，用于放大从所述输入混合网络接收的数字正交基带信号，并且发送模拟射频带信号。

6.如权利要求1所述的多端口放大装置，还包括放置在所述输入混合网络之后的转换电路，用于将数字正交基带信号转换为模拟射频带信号，所述转换电路包括：

数模转换器，用于将数字正交基带信号转换为模拟正交基带信号；

滤波器，用于滤除由采样产生的混叠成份，所述混叠成份包括在所述模拟正交基带信号中；和

正交调制器，用于对已除去混叠成份的模拟正交基带信号进行正交调制，

其中，所述放大器中的每一个都是模拟射频输入类放大器，用于放大从所述转换电路发送来的模拟射频带信号。

7.如权利要求1所述的多端口放大装置，其中，所述输入混合网络还包括：

复数乘法器，用于调整数字正交基带信号的幅度和相位。

8.如权利要求1所述的多端口放大装置，还包括放置在所述输入混合网络之前的数字变频器。

9.如权利要求1所述的多端口放大装置，还包括放置在所述输入混合网络之前的基带合并器，用于合并多个数字正交基带信号。

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