CN204216853U - 双通道模拟预失真功率放大器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及双通道模拟预失真功率放大器，包括：第一预失真放大通道、第二预失真放大通道以及双通道模拟预失真芯片，第一预失真放大通道耦合器D11的直通输出端经过延时器T1与耦合器D21的第一输入端连接，耦合器D21的输出端经过Doherty放大器A1与耦合器D31的输入端连接；耦合器D11的耦合输出端与双通道模拟预失真芯片的第一取样信号输入端相连，耦合器D21的第二输入端与双通道模拟预失真芯片的第一输出端相连，耦合器D31的耦合输出端与所述双通道模拟预失真芯片的第一反馈信号输入端相连。本实用新型降低了MIMO技术中搭建功率放大电路的成本，使得整个功率放大器成本低、体积小、工艺简单、技术集成化。
Description
【技术领域】
本实用新型设计移动通信射频放大领域，特别是涉及一种双通道模拟预失真功率放大器。
【背景技术】
近年来，随着3G、4G无线移动通信网络的建设和2G网络的不断优化、提升，及通信行业“节能减排”绿色环保的发展趋势，因此，无线通信行业对基站及其辅助通信系统的功率放大器提出了“多载波、高线性、高效率、低成本、小型化”的要求。目前，在通信领域大量使用Doherty放大器A1对射频信号的效率进行增强，但是射频信号经过Doherty放大器A1后会出现严重的线性失真，因此，Doherty放大器A1需要配合预失真技术才能实现高线性高效率的要求。
目前，大规模应用的预失真技术有射频预失真技术、数字预失真(DigitalPre-DistortiON，DPD)技术和前馈技术。三种技术都能对原有功放系统的初始线性进行优化，具体为射频预失真技术普遍能优化线性15-20dB左右，DPD技术和前馈技术都能优化线性30-35dB以上。近年来，前馈技术、模拟预失真技术和数字预失真技术等线性化技术有所发展和应用，凸显了高线性或高效率的优势，但这些技术的复杂性和高成本等缺陷阻碍着其在50W以下中小功率等级放大器的推广和应用。
【实用新型内容】
基于此，有必要针对现有技术中预失真技术高复杂度和高成本的问题，提供一种双通道模拟预失真功率放大器。
一种双通道模拟预失真功率放大器，包括：
第一预失真放大通道、第二预失真放大通道以及双通道模拟预失真芯片，
其中，所述第一预失真放大通道包括耦合器D11、延时器T1、耦合器D21、 Doherty放大器A1以及耦合器D31；
所述耦合器D11的直通输出端经过延时器T1与耦合器D21的第一输入端连接，所述耦合器D21的输出端经过Doherty放大器A1与耦合器D31的输入端连接；
所述耦合器D11的耦合输出端与双通道模拟预失真芯片的第一取样信号输入端相连，所述耦合器D21的第二输入端与双通道模拟预失真芯片的第一输出端相连，所述耦合器D31的耦合输出端与所述双通道模拟预失真芯片的第一反馈信号输入端相连；
所述第二预失真放大通道包括耦合器D12、延时器T2、耦合器D22、Doherty放大器A2以及耦合器D32；
耦合器D12的直通输出端经过延时器T2与耦合器D22的第一输入端连接，所述耦合器D22的输出端经过Doherty放大器A2与耦合器D32的输入端连接；
所述耦合器D12的耦合输出端与双通道模拟预失真芯片的第二取样信号输入端相连，所述耦合器D22的第二输入端与双通道模拟预失真芯片的第二输出端相连，所述耦合器D32的耦合输出端与所述双通道模拟预失真芯片的第二反馈信号输入端相连。
本实用新型通过双通道模拟预失真芯片、耦合器以及延时器搭建实现模拟预失真的电路，从而将模拟预失真技术和Doherty技术有效的结合在一起，以实现高线性、高效率的功率输出。而且，双通道模拟预失真芯片集成度高价格便宜，将第一预失真放大通道和第二预失真放大通道共同连接到双通道模拟预失真芯片中，从而在一个双通道预失真芯片中搭建两天射频功放电路，提高了应用在MIMO(Multi-input Multi-output，多输入多输出)技术中功率放大器的集成度，降低了MIMO技术中搭建功率放大电路的成本，使得整个功率放大器成本低、体积小、工艺简单、可生产性好，实现了模拟预失真技术与Doherty放大器在50W以下中小功率等级放大器的应用。
【附图说明】
图1为本实用新型双通道模拟预失真功率放大器一种实施例的电路结构示 意图；
图2为本实用新型双通道模拟预失真功率放大器另一实施例的电路结构示意图；
图3为本实用新型双通道模拟预失真功率放大器较佳实施例的电路结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
请参阅图1，其是本实用新型双通道模拟预失真功率放大器一种实施例的电路结构示意图。
一种双通道模拟预失真功率放大器，包括：
第一预失真放大通道10、第二预失真放大通道20以及双通道模拟预失真芯片30，
其中，所述第二预失真放大通道20与第一预失真放大通道10电路结构相同，在第一预失真放大通道10电路结构发生改变情况下，第二预失真放大通道20也可作出相应的改变。
所述第一预失真放大通道10包括耦合器D11、延时器T1、耦合器D21、Doherty放大器A1以及耦合器D31；
耦合器D11的直通输出端经过延时器T1与耦合器D21的第一输入端连接，所述耦合器D21的输出端经过Doherty放大器A1与耦合器D31的输入端连接；
所述耦合器D11的耦合输出端与双通道模拟预失真芯片30的第一取样信号输入端相连，所述耦合器D21的第二输入端与双通道模拟预失真芯片30的第一输出端相连，所述耦合器D31的耦合输出端与所述双通道模拟预失真芯片30的第一反馈信号输入端相连。
所述第二预失真放大通道20包括耦合器D12、延时器T2、耦合器D22、Doherty放大器A2以及耦合器D32；
耦合器D12的直通输出端经过延时器T2与耦合器D22的第一输入端连接， 所述耦合器D22的输出端经过Doherty放大器A2与耦合器D32的输入端连接；
所述耦合器D12的耦合输出端与双通道模拟预失真芯片30的第二取样信号输入端相连，所述耦合器D22的第二输入端与双通道模拟预失真芯片30的第二输出端相连，所述耦合器D32的耦合输出端与所述双通道模拟预失真芯片30的第二反馈信号输入端相连。
下面将介绍本实用新型的工作原理：
以第一预失真放大通道10为例，射频输入信号输入耦合器D11后，通过耦合器D11将射频信号分为两路，一路为直通信号，通过耦合器D11的直通输出端发送给延时器T1，延时器T1对直通信号进行延时后输出给耦合器D21；另一路为取样信号，通过耦合器D11的耦合输出端发送给双通道模拟预失真芯片30，所述双通道模拟预失真芯片30将取样信号进行预失真处理后输出给耦合器D21。耦合器D21将延时后的直通信号和预失真处理后的取样信号耦合在一起后输出给Doherty大器，Doherty放大器A1对信号进行放大并产生非线性失真，此非线性失真与双通道模拟预失真芯片30产生的预失真对消，耦合器D31将Doherty放大器A1发来的放大信号进行射频输出，并取样部分反馈信号给双通道模拟预失真芯片30，使得双通道模拟预失真芯片30能够将反馈信号与耦合器D11发来的取样信号相比较，不断优化对消效果并实现自适应功能，使得本实用新型所述的双通道模拟预失真功率放大器拥有高效率而且具有高线性的特点。第二预失真放大通道20的工作原理与第一预失真放大通道10相同，所述第一预失真放大通道10和第二预失真放大通道20，可以根据实际方案的不同选择不同频段、功率等级等相关器件来实现不同参数要求的具体设计可来实现不同的功率放大器。也就是说，第一预失真放大通道10和第二预失真放大通道20可根据实际需求，采用不同的组合方式实现双通道的MIMO射频放大器。
本实用新型通过双通道模拟预失真芯片30、耦合器D11、延时器T1、耦合器D21以及第三耦合电路搭建实现模拟预失真的电路，从而将模拟预失真技术和Doherty技术有效的结合在一起，以实现高线性、高效率的功率输出。而且，双通道模拟预失真芯片30集成度高价格便宜，将第一预失真放大通道10和第二预失真放大通道20共同连接到双通道模拟预失真芯片30中，从而在一个双 通道预失真芯片中搭建两天射频功放电路，提高了应用在MIMO技术中功率放大器的集成度，降低了MIMO技术中搭建功率放大电路的成本，使得整个功率放大器成本低、体积小、工艺简单、可生产性好，实现了模拟预失真技术与Doherty放大器A1在50W以下中小功率等级放大器的应用。
在以下的实施例中，只针对第一预失真放大通道10的电路结构做详细的描述，第二预失真放大通道20的电路结构可以与第一预失真放大通道10的电路结构相同，也可以使用以上实施例的电路结构，所以不对第二预失真放大通道20进行赘述。
请参阅图2，其是本实用新型双通道模拟预失真功率放大器另一实施例的电路结构示意图。
在一个实施例中，所述双通道模拟预失真功率放大器还包括：控制器40，第一预失真放大通道10还包括耦合器D41以及ALC(Automatic Level Control，自动电平控制)电路107；
所述耦合器D41的直通输出端经过ALC电路107与耦合器D11的输入端相连；
所述耦合器D41的耦合输出端与所述控制器40的第一输入端相连，所述ALC电路107的控制端与所述控制器40的第一输出端相连。
射频输入信号输入耦合器D41后，所述耦合器D41将输入的射频输入信号传输给ALC电路107并取样射频输入信号的功率发给控制器40，所述ALC电路107的控制端与所述控制器40的第一输出端相连，使得控制器40能够在射频输入信号功率的超出额定值时控制ALC电路107对接收的射频输入信号进行调整，使所述射频输入信号信号能够趋于稳定。
请参阅图3，其是本实用新型双通道模拟预失真功率放大器较佳实施例的电路结构示意图。
在一个较佳实施例中，所述双通道模拟预失真芯片30的控制端与所述控制器40的串行输出端相连。
在射频输入信号的是功率比较小时，经过Doherty放大器A1放大后的射频输出信号的非线性特征并不明显，所述控制器40可以通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)与双通道模拟预失真芯片30的控制端相连，使得控制器40能够在射频输入信号的功率小于门限值时控制所述双通道模拟预失真芯片30关闭，从而节约所述双通道模拟预失真芯片30的耗电量。
进一步地，所述第一预失真放大通道10还包括：AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)电路108；
所述AGC电路108串联于耦合器D21和Doherty放大器A1之间，所述耦合器D31的耦合输出端与所述控制器40的第二输入端相连，所述控制器40的第二输出端与所述AGC电路108的控制端相连。
所述耦合器D31输出射频输出信号的功率至控制器40，使得所述控制器40能够根据射频输入信号的功率和射频输出信号的功率判断Doherty放大器A1当前的增益控制AGC电路108进行增益补偿，从而提高射频输出信号的增益。
进一步地，所述第一预失真放大通道10还包括第一小微波放大管109以及第二小微波放大管110，所述第一小微波放大管109串联于ALC电路107和耦合器D11的输入端之间；所述第二小微波放大管110串联于AGC电路108和Doherty放大器A1之间。
所述第一小微波放大管109对ALC电路107输出的射频信号进行放大，增加了射频输出信号增益的同时，使耦合器D11输入至双通道模拟预失真芯片30的取样信号的功率能够在双通道模拟预失真芯片30输入功率的动态范围之内，进一步优化了双通道模拟预失真芯片30的预失真线性化效果。所述第二小微波放大管110能够增强射频输出信号的增益，解决了Doherty放大器A1增益不足的缺陷，所述第一小微波放大管109和第二小微波放大管110的个数可根据实际的工况需求进行增减。
进一步地，所述控制器40与所述Doherty放大器A1的栅极相连。
具体地，所述控制器40与所述Doherty放大器A1中LDMOS管的栅极相连，
通过将所述控制器40与所述Doherty放大器A1的栅极相连，使得控制器40能够控制Doherty放大器A1的栅极电压使Doherty放大器A1工作稳定在线性工作状态。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种双通道模拟预失真功率放大器，其特征在于，包括：
第一预失真放大通道、第二预失真放大通道以及双通道模拟预失真芯片；
其中，所述第一预失真放大通道包括耦合器D11、延时器T1、耦合器D21、Doherty放大器A1以及耦合器D31；
所述耦合器D11的直通输出端经过延时器T1与耦合器D21的第一输入端连接，所述耦合器D21的输出端经过Doherty放大器A1与耦合器D31的输入端连接；
所述耦合器D11的耦合输出端与双通道模拟预失真芯片的第一取样信号输入端相连，所述耦合器D21的第二输入端与双通道模拟预失真芯片的第一输出端相连，所述耦合器D31的耦合输出端与所述双通道模拟预失真芯片的第一反馈信号输入端相连；
所述第二预失真放大通道包括耦合器D12、延时器T2、耦合器D22、Doherty放大器A2以及耦合器D32；
耦合器D12的直通输出端经过延时器T2与耦合器D22的第一输入端连接，所述耦合器D22的输出端经过Doherty放大器A2与耦合器D32的输入端连接；
所述耦合器D12的耦合输出端与双通道模拟预失真芯片的第二取样信号输入端相连，所述耦合器D22的第二输入端与双通道模拟预失真芯片的第二输出端相连，所述耦合器D32的耦合输出端与所述双通道模拟预失真芯片的第二反馈信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的双通道模拟预失真功率放大器，其特征在于，还包括：控制器，所述第一预失真放大通道还包括耦合器D41以及ALC电路；
所述耦合器D41的直通输出端经过ALC电路与耦合器D11的输入端相连；
所述耦合器D41的耦合输出端与所述控制器的第一输入端相连，所述ALC电路的控制端与所述控制器的第一输出端相连。
3.根据权利要求2所述的双通道模拟预失真功率放大器，其特征在于，所述双通道模拟预失真芯片的控制端与所述控制器的串行输出端相连。
4.根据权利要求2或者3所述的双通道模拟预失真功率放大器，其特征在于，所述第一预失真放大通道还包括：AGC电路；
所述AGC电路串联于耦合器D21和Doherty放大器A1之间，所述耦合器D31的耦合输出端与所述控制器的第二输入端相连，所述控制器的第二输出端与所述AGC电路的控制端相连。
5.根据权利要求2或3所述的双通道模拟预失真功率放大器，其特征在于，所述第一预失真放大通道还包括：第一小微波放大管，所述第一小微波放大管串联于ALC电路和耦合器D11的输入端之间。
6.根据权利要求5所述的双通道模拟预失真功率放大器，其特征在于，所述第一预失真放大通道还包括：第二小微波放大管，所述第二小微波放大管串联于AGC电路和Doherty放大器A1之间。
7.根据权利要求4所述的双通道模拟预失真功率放大器，其特征在于：所述第一预失真放大通道还包括：第一小微波放大管、第二小微波放大管，所述第一小微波放大管串联于ALC电路和耦合器D11的输入端之间，所述第二小微波放大管串联于AGC电路和Doherty放大器A1之间。
8.根据权利要求2或3所述的双通道模拟预失真功率放大器，其特征在于，所述控制器与所述Doherty放大器A1的栅极相连。
9.根据权利要求7所述的双通道模拟预失真功率放大器，其特征在于：所述控制器与所述Doherty放大器A1的栅极相连。
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| CN109004909A (zh) * | 2018-09-28 | 2018-12-14 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 一种模拟预失真电路及模拟预失真分段对消方法 |
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