RU2625019C1 - Microwave power amplifier - Google Patents

Microwave power amplifier Download PDF

Info

Publication number
RU2625019C1
RU2625019C1 RU2016100902A RU2016100902A RU2625019C1 RU 2625019 C1 RU2625019 C1 RU 2625019C1 RU 2016100902 A RU2016100902 A RU 2016100902A RU 2016100902 A RU2016100902 A RU 2016100902A RU 2625019 C1 RU2625019 C1 RU 2625019C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
power
amplifier
detector
Prior art date
Application number
RU2016100902A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Рахлин
Original Assignee
Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения (АО "ОНИИП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения (АО "ОНИИП") filed Critical Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения (АО "ОНИИП")
Priority to RU2016100902A priority Critical patent/RU2625019C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2625019C1 publication Critical patent/RU2625019C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: microwave power amplifier comprises a main amplifier module comprising a controlled attenuator and a microwave power amplifier, an input envelope detector, an output envelope detector, a reflected power peak detector, a falling power peak detector, an antenna power sensor, a reflected power sensor, a subtractor, a linear adder, a nonlinear adder, two operational amplifiers, a reflector of a reflected power, an incident power generator, a harmonic filter.
EFFECT: linearizating the amplitude characteristic and protecting the output stage of the amplifier from exceeding the peak power, stabilizing the power of the output cascade.
1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и позволяет строить радиопередатчики с повышенной линейностью амплитудной характеристики, одновременно обеспечивая защиту выходных каскадов от превышения пиковой мощности и защиту их при работе на рассогласованную нагрузку. Изобретение может быть эффективно использовано в системах радиосвязи, использующих различные виды амплитудной или многочастотной модуляции.The invention relates to radio engineering and allows you to build radio transmitters with increased linearity of the amplitude characteristics, while protecting the output stages from exceeding the peak power and protecting them when working at an unmatched load. The invention can be effectively used in radio communication systems using various types of amplitude or multi-frequency modulation.

При построении радиопередатчиков часто к усилителю мощности предъявляются следующие требования:When constructing radio transmitters, the following requirements are often imposed on a power amplifier:

- обеспечение достаточной линейности амплитудной характеристики,- ensuring sufficient linearity of the amplitude characteristic,

- обеспечение поддержания постоянной пиковой мощности, подводимой к выходной нагрузке при ее изменении в процессе эксплуатации,- ensuring the maintenance of constant peak power supplied to the output load when it changes during operation,

- защита выходного каскада усилителя от превышения пиковой мощности,- protection of the output stage of the amplifier from exceeding the peak power,

- защита выходного каскада усилителя от рассогласования нагрузки.- protection of the amplifier output stage from load mismatch.

Перечисленный перечень обычно дополняется еще и требованием обеспечения уровня гармоник несущих частот ниже предельно допустимых значений.The above list is usually supplemented by the requirement to ensure the level of harmonics of the carrier frequencies below the maximum permissible values.

При практической реализации усилителей задача построения усилителей мощности СВЧ, выполняющих комплекс поставленных требований, актуальна.In the practical implementation of amplifiers, the task of constructing microwave power amplifiers that fulfill a set of set requirements is relevant.

Известен [1] способ уменьшения интермодуляционных продуктов, при котором в СВЧ усилителе на транзисторах низкочастотный корректирующий сигнал огибающей с выхода модулятора или с выхода детектора подается на вход транзистора через цепи, определяющие рабочую точку.There is a known [1] method for reducing intermodulation products, in which, in a microwave amplifier with transistors, a low-frequency correcting envelope signal from the output of the modulator or from the output of the detector is fed to the input of the transistor through circuits defining the operating point.

Недостаток предложенного способа повышения линейности СВЧ усилителя - зависимость степени подавления интермодуляционных продуктов от следующих факторов:The disadvantage of the proposed method of increasing the linearity of the microwave amplifier is the dependence of the degree of suppression of intermodulation products on the following factors:

- уровня гармоник в спектре выходного сигнала,- the level of harmonics in the spectrum of the output signal,

- усиления усилителя,- amplifier gain

- уровня входного сигнала.- input signal level.

В результате достаточное подавление интермодуляционных продуктов 3, 5 и более высоких порядков оказывается трудно достижимым в диапазоне частот.As a result, a sufficient suppression of intermodulation products of 3, 5, and higher orders is difficult to achieve in the frequency range.

Кроме того, предложенная схемаIn addition, the proposed scheme

- сложна в настройке компенсирующей цепи в диапазоне изменения частот и температур,- difficult to set up a compensating circuit in the range of frequencies and temperatures,

- не обеспечивает защиту усилителя при рассогласовании нагрузки и при превышении пикового уровня выходного сигнала.- does not provide protection for the amplifier when the load mismatch and when the peak level of the output signal is exceeded.

Известна [2] схема построения усилителя мощности радиопередатчика, обеспечивающая стабилизацию выходной мощности и обеспечивающая повышение линейности при работе усилителя на несогласованную нагрузку.There is a known [2] scheme for constructing a radio transmitter power amplifier, which provides stabilization of the output power and provides an increase in linearity when the amplifier operates on an inconsistent load.

Схема [2] ориентирована на ламповые выходные каскады. При применении в выходных каскадах транзисторов в ней не обеспечивается защита в случаях превышения допустимого уровня отраженной мощности и защита от превышения пиковой выходной мощности. Кроме того, уровень интермодуляционных продуктов на выходе усилителя по схеме [2] будет зависеть от уровня гармоник несущих частот на выходе усилителя.The circuit [2] is focused on tube output stages. When transistors are used in the output stages, protection is not provided in it in cases of exceeding the permissible level of reflected power and protection against exceeding the peak output power. In addition, the level of intermodulation products at the output of the amplifier according to the scheme [2] will depend on the level of harmonics of the carrier frequencies at the output of the amplifier.

Схема [2] является прототипом предложенной в настоящей заявке на изобретение схеме.Scheme [2] is a prototype of the scheme proposed in this application for invention.

Задача изобретения - снижение уровня интермодуляционных продуктов при многочастотной модуляции и снижение нелинейных искажений сигнала при разных видах амплитудной модуляции, а также защита усилителя от превышения пиковой мощности и ее стабилизация в процессе эксплуатации, защита усилителя при работе на рассогласованную нагрузку.The objective of the invention is to reduce the level of intermodulation products during multi-frequency modulation and to reduce non-linear distortion of the signal with different types of amplitude modulation, as well as protecting the amplifier from exceeding peak power and stabilizing it during operation, protecting the amplifier during operation for a mismatched load.

Поставленная задача достигается тем, что усилитель мощности СВЧ содержит модуль линеаризуемого усилителя, детекторы и схему обработки сигналов. Согласно изобретению от модулятора сигнал подается на модуль линеаризуемого усилителя и одновременно на детектор огибающей входного сигнала, линеаризуемый усилитель выполнен в виде СВЧ входа, соединенного с последовательно включенным с входом управляемым аттенюатором и усилителем мощности СВЧ, детекторы включены в качестве детектора первой (входной) огибающей, детектора второй (выходной) огибающей, пикового детектора отраженной мощности, пикового детектора прошедшей в антенну (падающей) мощности, а в усилитель мощности СВЧ дополнительно введены вычитающее устройство, линейный сумматор и нелинейный сумматор, первый и второй операционные усилители, датчик (направленный ответвитель) отраженной мощности, фильтр гармоник, датчик (направленный ответвитель) подводимой к антенне мощности, задатчики отраженной и падающей мощности.The problem is achieved in that the microwave power amplifier contains a linearizable amplifier module, detectors and a signal processing circuit. According to the invention, the signal from the modulator is fed to the linearizable amplifier module and simultaneously to the input envelope detector, the linearizable amplifier is made in the form of a microwave input connected to a controlled attenuator and microwave power amplifier connected in series, the detectors are included as a detector of the first (input) envelope, the detector of the second (output) envelope, the peak detector of the reflected power, the peak detector transmitted to the antenna (incident) power, and supplement the microwave power amplifier no introduced subtracter, adder linear and non-linear adder, the first and second operational amplifiers, the sensor (directional coupler) reflected power, harmonic filter, a sensor (directional coupler), the power supplied to the antenna setting elements reflected and incident power.

Выход детектора первой (входной) огибающей усилителя соединен с первым входом вычитающего устройства, второй вход вычитающего устройства соединен с выходом детектора второй (выходной) огибающей, а выход вычитающего устройства соединен с первым входом линейного сумматора, второй вход которого соединен с выходом нелинейного сумматора, выход линейного сумматора соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, входящего в модуль основного усилителя, выход основного усилителя соединен с входом датчика отраженной от антенны мощности, выход которого соединен с входом фильтра гармоник, выход фильтра гармоник соединен с входом датчика прошедшей в антенну мощности, первый выход которого соединен с антенной, а второй выход соединен с входом детектора второй (выходной) огибающей, выход которого соединен с первым входом второго операционного усилителя, выход датчика отраженной мощности соединен с входом пикового детектора отраженной мощности, выход которого соединен с первым входом первого операционного усилителя, второй вход первого операционного усилителя соединен с выходом задатчика отраженной мощности, а выход первого операционного усилителя соединен с первым входом нелинейного сумматора, второй вход которого соединен с выходом пикового детектора прошедшей в антенну мощности, вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя, второй вход второго операционного усилителя соединен с задатчиком поступающей в антенну (падающей) мощности.The detector output of the first (input) envelope of the amplifier is connected to the first input of the subtractor, the second input of the subtractor is connected to the detector output of the second (output) envelope, and the output of the subtractor is connected to the first input of the linear adder, the second input of which is connected to the output of the nonlinear adder, the output the linear adder is connected to the control input of the controlled attenuator included in the main amplifier module, the output of the main amplifier is connected to the sensor input of the power reflected from the antenna and, the output of which is connected to the harmonic filter input, the harmonic filter output is connected to the sensor input of the power transmitted to the antenna, the first output of which is connected to the antenna, and the second output is connected to the detector input of the second (output) envelope, the output of which is connected to the first input of the second operating amplifier, the output of the reflected power sensor is connected to the input of the peak reflected power detector, the output of which is connected to the first input of the first operational amplifier, the second input of the first operational amplifier is connected the output of the reflected power master, and the output of the first operational amplifier is connected to the first input of the nonlinear adder, the second input of which is connected to the output of the peak detector of the power transmitted to the antenna, the input of which is connected to the output of the second operational amplifier, the second input of the second operational amplifier is connected to the master supplied to the antenna (falling) power.

Достигаемым техническим результатом является линеаризация амплитудной характеристики и защита выходного каскада усилителя от превышения пиковой мощности, защита выходного каскада при рассогласовании антенны, а также стабилизация мощности, подаваемой в антенну.Achievable technical result is the linearization of the amplitude characteristics and the protection of the amplifier output stage from exceeding the peak power, the protection of the output stage during antenna mismatch, as well as the stabilization of the power supplied to the antenna.

На фигуре1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на вход которого от модулятора 1 подается подлежащий усилению сигнал, и этот сигнал делится и подаетсяFigure 1 presents the structural diagram of the proposed device, the input of which from the modulator 1 is fed to the amplified signal, and this signal is divided and fed

- на линеаризуемый усилитель мощности радиопередатчика 2, состоящий из входного устройства 2-1, управляемого аттенюатора 2-2 и усилителя мощности СВЧ 2-3,- on the linearized power amplifier of the radio transmitter 2, consisting of an input device 2-1, a controlled attenuator 2-2 and a microwave power amplifier 2-3,

- на детектор огибающей №1 (огибающей входного сигнала).- to the envelope detector No. 1 (envelope of the input signal).

К выходу линеаризуемого усилителя мощности СВЧ 2 подключается направленный ответвитель - датчик отраженной мощности 3, к одному выходу которого подключен фильтр гармоник 4, снижающий уровень высших гармоник в выходном сигнале линеаризуемого усилителя 2. К другому выходу датчика отраженной мощности (направленного ответвителя) 3 подключен пиковый детектор отраженной мощности 8, на выходе которого сигнал пропорционален мощности, отраженной от антенного тракта.A directional coupler - reflected power sensor 3 is connected to the output of the linearized microwave power amplifier 2, a harmonic filter 4 is connected to one output of it, which reduces the level of higher harmonics in the output signal of the linearized amplifier 2. A peak detector is connected to the other output of the reflected power sensor (directional coupler) 3 reflected power 8, at the output of which the signal is proportional to the power reflected from the antenna path.

К выходу фильтра гармоник 4 подключен направленный ответвитель - датчик подведенной к антенне мощности 5, с одного выхода которого сигнал поступает в антенный тракт, а часть выходного сигнала, пропорциональная мощности, поступившей в антенну, ответвляется и поступает на детектор огибающей №2 выходного сигнала 9.A directional coupler is connected to the output of the harmonic filter 4 — a sensor of power 5 supplied to the antenna, from one output of which the signal enters the antenna path, and a part of the output signal proportional to the power supplied to the antenna branches off and enters the envelope detector No. 2 of the output signal 9.

С выхода пикового детектора отраженной мощности 8 и с выхода детектора огибающей №2 выходного сигнала 9 сигналы поступают на входы операционных усилителей 13 и 12. На другие входы операционных усилителей 13 и 12 подаются опорные напряжения соответственно Е1 и Е2. Сигнал с выхода операционного усилителя 12 подается на пиковый детектор падающей мощности 14.From the output of the peak reflected power detector 8 and from the output of the envelope detector No. 2 of the output signal 9, the signals are fed to the inputs of the operational amplifiers 13 and 12. The other voltages of the operational amplifiers 13 and 12 are supplied with reference voltages E1 and E2, respectively. The signal from the output of the operational amplifier 12 is fed to a peak detector of incident power 14.

Сигнал с пикового детектора падающей мощности 14 поступает на вход М нелинейного сумматора 15, сигнал с пикового детектора отраженной мощности 8, прошедший через операционный усилитель 13, поступает на вход Д нелинейного сумматора 15. Больший из двух сигналов, присутствующих на входах нелинейного сумматора 15, поступает с его выхода на вход Е линейного сумматора 16.The signal from the peak detector of incident power 14 is fed to the input M of the nonlinear adder 15, the signal from the peak detector of reflected power 8, passed through the operational amplifier 13, is fed to the input D of the nonlinear adder 15. The larger of the two signals present at the inputs of the nonlinear adder 15 from its output to the input E of the linear adder 16.

Сигналы с выходов детекторов огибающей 6 и 9 поступают на вычитающее устройство 7, с выхода которого через разделительную емкость С переменная составляющая сигнала ошибки между огибающими у пропорциональна разности мгновенных амплитуд огибающих на входе и выходе линеаризуемого усилителя 2.The signals from the outputs of the envelope detectors 6 and 9 are fed to a subtractor 7, the output of which through the separation capacitance C, the variable component of the error signal between the envelopes y is proportional to the difference between the instantaneous amplitudes of the envelopes at the input and output of the linearized amplifier 2.

С выхода вычитающего устройства 7 через разделительный конденсатор, убирающий постоянную составляющую сигнала ошибки между огибающими сигналов на входе и выходе усилителя мощности СВЧ. Этот сигнал пропорционален описанному формулой (4) сигналу G[UBX(t)], то есть пропорциональному ошибке между огибающими ВЧ сигналов на входе и выходе линеаризуемого усилителя 2. Он подается на второй вход линейного сумматора 16. На выходе линейного сумматора 16 появляется сумма двух сигналов:From the output of the subtracting device 7 through a separation capacitor, removing the constant component of the error signal between the envelopes of the signals at the input and output of the microwave power amplifier. This signal is proportional to the signal G [U BX (t)] described by formula (4), that is, proportional to the error between the envelopes of the RF signals at the input and output of the linearized amplifier 2. It is fed to the second input of the linear adder 16. At the output of the linear adder 16, the sum two signals:

- сигнала, поступившего с нелинейного сумматора 15, который поддерживает пиковый уровень либо падающей, либо отраженной мощности на выходе,- the signal received from the nonlinear adder 15, which supports the peak level of either the incident or reflected power at the output,

- сигнала ошибки между огибающими на входе и выходе. Эта составляющая сигнала на выходе линейного сумматора изменяет мгновенное значение усиления усилителя мощности СВЧ 2 таким образом, что увеличивает линейность его амплитудной характеристики.- an error signal between the envelopes at the input and output. This component of the signal at the output of the linear adder changes the instantaneous gain value of the microwave power amplifier 2 in such a way that increases the linearity of its amplitude characteristic.

Сигнал с линейного сумматора 16 поступает на управляющий вход управляемого аттенюатора 2-2.The signal from the linear adder 16 is fed to the control input of the controlled attenuator 2-2.

В результате сигнал на управляющем входе управляемого аттенюатора обеспечивает одновременноAs a result, the signal at the control input of the controlled attenuator provides simultaneously

- поддержание пикового уровня сигнала на выходе усилителя мощности 2 пропорционального значению, задаваемому задатчиком падающей мощности 11, если значение сигнала отраженной мощности меньше значения, заданного задатчиком отраженной мощности 10;- maintaining the peak level of the signal at the output of the power amplifier 2 proportional to the value specified by the incident power setter 11, if the value of the reflected power signal is less than the value set by the reflected power setter 10;

- поддержание сигнала на выходе усилителя мощности 2, отраженного от антенного тракта, не превышающим значения, заданного сигналом с задатчика уровня отраженной мощности 10, независимо от того, каково заданное значение падающей мощности,- maintaining the signal at the output of the power amplifier 2, reflected from the antenna path, not exceeding the value specified by the signal from the setpoint unit of the reflected power 10, regardless of what the set value of the incident power,

- уменьшение отклонения амплитудной характеристики СВЧ усилителя мощности 2 от линейной при любых значениях пиковой мощности.- reducing the deviation of the amplitude characteristic of the microwave power amplifier 2 from linear at any peak power.

Следует отметить, что в усилителе, имеющем описанную схему, линеаризация амплитудной характеристики происходит как при одночастотном аналоговом входном сигнале с амплитудной модуляцией, например, при SSB - модуляции, так и при многочастотной модуляции, например, OFDM.It should be noted that in an amplifier having the described circuit, linearization of the amplitude characteristic occurs both with a single-frequency analog input signal with amplitude modulation, for example, with SSB modulation, and with multi-frequency modulation, for example, OFDM.

Работу устройства можно описать следующим образом. Нелинейная амплитудная характеристика усилителя мощности, представляющая собой зависимость амплитуды выходного сигнала UВЫХ(t) от амплитуды входного UВХ(t) и описываемая некоторой функцией

Figure 00000001
The operation of the device can be described as follows. The nonlinear amplitude characteristic of the power amplifier, which is the dependence of the amplitude of the output signal U OUT (t) on the amplitude of the input U IN (t) and described by some function
Figure 00000001

Она может быть разложена в ряд Маклорена по степеням сигнала UBX вблизи некоторого малого значения UВХ≈0. Взяв ограниченное число членов ряда, получим многочлен, описывающий нелинейную амплитудную характеристику в видеIt can be expanded in Maclaurin series in powers of the signal U BX near some small value of U BX ≈0. Taking a limited number of members of the series, we obtain a polynomial describing the nonlinear amplitude characteristic in the form

Figure 00000002
Figure 00000002

Амплитудная характеристика линейного усилителя

Figure 00000003
описывается выражением, которое на основании (1) должно иметь видAmplitude response of a linear amplifier
Figure 00000003
is described by the expression, which on the basis of (1) should have the form

Figure 00000004
Figure 00000004

Сравнивая (1) и (2), можем утверждать, что амплитудная характеристика нелинейного усилителя может быть представлена суммойComparing (1) and (2), we can state that the amplitude characteristic of a nonlinear amplifier can be represented by the sum

Figure 00000005
Figure 00000005

гдеWhere

Figure 00000006
Figure 00000006

Именно слагаемые, входящие в (4), образуют продукты интермодуляции разных порядков. Кроме того, составляющие, входящие в (4), дают частоты на и вблизи гармоник входного сигнала, а также сигнал на нулевой частоте, то есть постоянную составляющую.It is the terms in (4) that form the products of intermodulation of different orders. In addition, the components included in (4) give frequencies at and near the harmonics of the input signal, as well as a signal at zero frequency, that is, a constant component.

На основании выражений (1)…(4) можно выделить величину, пропорциональную G[UBX(t)]. Для этого необходимо выделить огибающие на входе нелинейного усилителя 2 и его выходе. Такое выделение осуществляется с помощью детекторов огибающей 6 и 9, подключенных к входу и выходу усилителя мощности 2. Но огибающая входного сигнала в коэффициент усиления усилителя раз меньше, чем огибающая выходного сигнала. Поэтому необходимо выбрать такие коэффициенты передачи сигналов ко входам детекторов огибающей, чтобы слагаемые, пропорциональные AЛ[UВХ(t)] на выходах детекторов огибающих в точках схемы А и В, были равны. Тогда, подав сигналы с детекторов огибающей 6 и 9 на вычитающее устройство 7, получим на его выходе сигнал, пропорциональный только G[UBX(t)].Based on the expressions (1) ... (4), it is possible to select a value proportional to G [U BX (t)]. For this, it is necessary to isolate the envelopes at the input of non-linear amplifier 2 and its output. This selection is carried out using the envelope detectors 6 and 9, connected to the input and output of the power amplifier 2. But the envelope of the input signal in the gain of the amplifier is less than the envelope of the output signal. Therefore, it is necessary to select such transmission coefficients of the signals to the inputs of the envelope detectors so that the terms proportional to A L [U BX (t)] at the outputs of the envelope detectors at points of circuit A and B are equal. Then, having fed the signals from the envelope detectors 6 and 9 to the subtractor 7, we obtain at its output a signal proportional only to G [U BX (t)].

Далее для уменьшения на выходе усилителя составляющей G[UBX(t)] следует ввести в усилитель мощности СВЧ отрицательную обратную связь таким образом, чтобы выделенный сигнал ошибки, полученный после вычитающего устройства 7, уменьшал составляющую G[UBX(t)].Further, to reduce the component G [U BX (t)] at the amplifier output, negative feedback should be introduced into the microwave power amplifier so that the extracted error signal received after the subtractor 7 reduces the component G [U BX (t)].

Так как составляющие четных степеней выражения (4) дадут постоянную составляющую на выходе детекторов огибающей 6 и 9, то сигнал ошибки следует вводить в схему обратной связи по огибающей через схему, не пропускающую постоянную составляющую. Такой схемой может быть просто разделительная емкость С, показанная на фиг. 1, или фильтр верхних частот.Since the components of even degrees of expression (4) will give a constant component at the output of the envelope detectors 6 and 9, the error signal should be introduced into the feedback circuit of the envelope through a circuit that does not pass the constant component. Such a circuit may simply be a separation tank C shown in FIG. 1, or a high-pass filter.

Для того чтобы исключить влияние на огибающую сигнала тех составляющих (4), которые дают огибающие на частотах, являющихся гармониками входного сигнала или на частотах, близких к ним, между детектором огибающей 9 и выходом усилителя мощности СВЧ 2 следует включить фильтр гармоник 4. Фильтр гармоник часто на выходе усилителей мощности радиопередатчиков включают для выполнения требований по внеполосным излучениям, поэтому фильтр гармоник 4 может одновременно выполнять обе эти функции:In order to exclude the influence on the envelope of the signal of those components (4) that give the envelope at frequencies that are harmonics of the input signal or at frequencies close to them, between the envelope detector 9 and the output of the microwave power amplifier 2 a harmonic filter should be included 4. Harmonic filter often at the output of power amplifiers, radio transmitters are turned on to fulfill the requirements for out-of-band emissions, therefore, a harmonic filter 4 can simultaneously perform both of these functions:

- уменьшения гармонических составляющих до требуемых нормативных величин,- reduction of harmonic components to the required standard values,

- уменьшения искажений огибающей на выходе усилителя мощности.- reduce envelope distortion at the output of the power amplifier.

Для поддержания постоянной пиковой мощности на выходе передатчика последовательно с детектором огибающей включен пиковый детектор, причем сигнал с пикового детектора сравнивается с сигналом задатчика пикового уровня.To maintain a constant peak power at the transmitter output, a peak detector is connected in series with the envelope detector, and the signal from the peak detector is compared with the signal of the peak level setter.

Для того чтобы кольцо авторегулирования мощности на выходе линеаризуемого усилителя 2 поддерживало либо падающую, либо отраженную мощность, в схему включен нелинейный сумматор 15, пропускающий на выход только один, больший из двух сигналов на его входах.In order for the auto power control ring at the output of the linearizable amplifier 2 to support either incident or reflected power, a non-linear adder 15 is included in the circuit, which only allows one of the two signals at its inputs to pass through to the output.

Нормальными условиями работы линеаризуемого усилителя мощности СВЧ в составе радиопередатчика будут такие, когда значение отраженной мощности со стороны антенны не превышает заданного значения. Такое значение определяется задатчиком отраженной мощности 10.The normal operating conditions of a linearized microwave power amplifier as part of a radio transmitter will be when the value of the reflected power from the antenna side does not exceed a predetermined value. This value is determined by the setpoint reflected power 10.

Если отраженная со стороны антенны мощность мала, то благодаря нелинейному сумматору 15 сигал с операционного усилителя 14 будет единственным сигналом на его выходе.If the power reflected from the antenna side is small, then thanks to the non-linear adder 15, the signal from the operational amplifier 14 will be the only signal at its output.

Если отраженная от антенны мощность велика, то сигнал в точке Д схемы окажется больше, чем в точке М, а на выходе нелинейного сумматора окажется только сигнал, определяющий отраженную мощность. В этом случае кольцо авторегулирования будет поддерживать постоянной уже не падающую, а отраженную мощность, независимо от того, какова мощность падающая.If the power reflected from the antenna is large, then the signal at point D of the circuit will be greater than at point M, and only the signal determining the reflected power will be at the output of the nonlinear adder. In this case, the auto-control ring will keep the reflected power, not the incident power, constant, no matter what the power is falling.

Таким образом, изменяющаяся вместе с изменением значения огибающей составляющая сигнала на выходе линейного сумматора 16 поддерживает малым уровень продуктов интермодуляции.Thus, the component of the signal at the output of the linear adder 16, which changes together with the change in the value of the envelope, keeps the level of intermodulation products low.

Медленно изменяющаяся при изменении условий работы усилителя мощности СВЧ составляющая на входе линейного сумматора, поступившая с выхода нелинейного сумматора 15 (она изменяется при изменении температуры, частоты или нагрузки усилителя, других дестабилизирующих воздействий), пройдя линейный сумматор 16, медленно изменяет коэффициент передачи управляемого аттенюатора 2-2, поддерживая постоянной падающую либо отраженную мощность.The microwave component at the input of the linear adder slowly changing with changing operating conditions of the power amplifier, received from the output of the nonlinear adder 15 (it changes with changing the temperature, frequency or load of the amplifier, other destabilizing effects), passing the linear adder 16, slowly changes the transmission coefficient of the controlled attenuator 2 -2, maintaining a constant incident or reflected power.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 2487464, H03F 3/00, опубл. 10.12.2012.1. Patent RU 2487464, H03F 3/00, publ. 12/10/2012.

2. Авторское свидетельство СССР №733082, H03F 1/34, опубл. 05.05.1980.2. USSR Author's Certificate No. 733082, H03F 1/34, publ. 05/05/1980.

Claims (1)

Усилитель мощности СВЧ, сигнал на вход которого поступает от модулятора, а его выход подключен к антенне, содержащий модуль основного усилителя, детекторы и кольцо авторегулирования мощности, отличающийся тем, что модуль основного усилителя содержит СВЧ вход, соединенный с входом управляемого аттенюатора, выход которого соединен с входом усилителя мощности СВЧ, детекторы выполнены в виде детектора первой огибающей, детектора второй огибающей, пикового детектора отраженной от выхода мощности, пикового детектора поданной на выход мощности, дополнительно введены вычитающее устройство, линейный сумматор и нелинейный сумматор, первый и второй операционные усилители, датчик отраженной мощности, фильтр гармоник, датчик падающей мощности, задатчик отраженной мощности и задатчик падающей мощности, причем выход модулятора соединен с СВЧ-входом модуля основного усилителя и с входом детектора первой огибающей, выход которого соединен с первым входом вычитающего устройства, а на второй его вход подается сигнал с детектора второй огибающей, выход вычитающего устройства соединен с первым входом линейного сумматора, второй вход которого соединен с выходом нелинейного сумматора, а выход линейного сумматора соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, включенного на входе модуля основного усилителя, выход которого соединен с входом датчика отраженной волны, один выход которого соединен с входом фильтра гармоник, выход которого соединен с входом датчика падающей волны, первый выход которого соединен с антенной, а второй выход соединен с входом детектора второй огибающей, выход которого соединен с первым входом второго операционного усилителя, выход датчика отраженной волны соединен с входом пикового детектора отраженной волны, выход которого соединен с первым входом первого операционного усилителя, второй вход которого соединен с выходом задатчика отраженной мощности, а выход первого операционного усилителя соединен с первым входом нелинейного сумматора, второй вход которого соединен с выходом пикового детектора падающей волны, вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя, второй вход которого соединен с задатчиком падающей мощности.Microwave power amplifier, the input signal of which comes from the modulator, and its output is connected to the antenna, containing the main amplifier module, detectors and an auto power control ring, characterized in that the main amplifier module contains a microwave input connected to the input of the controlled attenuator, the output of which is connected with the input of the microwave power amplifier, the detectors are made in the form of a first envelope detector, a second envelope detector, a peak detector reflected from the power output, a peak detector applied to the power output In addition, a subtractor, a linear adder and a nonlinear adder, first and second operational amplifiers, a reflected power sensor, a harmonic filter, an incident power sensor, a reflected power sensor and an incident power sensor are additionally introduced, the modulator output connected to the microwave input of the main amplifier module and with the input of the detector of the first envelope, the output of which is connected to the first input of the subtractor, and the signal from the detector of the second envelope is fed to its second input, the output of the subtractor is connected with the first input of the linear adder, the second input of which is connected to the output of the nonlinear adder, and the output of the linear adder is connected to the control input of the controlled attenuator connected to the input of the main amplifier module, the output of which is connected to the input of the reflected wave sensor, one output of which is connected to the input of the harmonic filter whose output is connected to the input of the incident wave sensor, the first output of which is connected to the antenna, and the second output is connected to the input of the second envelope detector, the output of which is connected to the first m is the input of the second operational amplifier, the output of the reflected wave sensor is connected to the input of the peak detector of the reflected wave, the output of which is connected to the first input of the first operational amplifier, the second input of which is connected to the output of the reflected power setter, and the output of the first operational amplifier is connected to the first input of the nonlinear adder, the second input of which is connected to the output of the peak incident wave detector, the input of which is connected to the output of the second operational amplifier, the second input of which is connected to the rear by a falling power meter.
RU2016100902A 2016-01-12 2016-01-12 Microwave power amplifier RU2625019C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100902A RU2625019C1 (en) 2016-01-12 2016-01-12 Microwave power amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100902A RU2625019C1 (en) 2016-01-12 2016-01-12 Microwave power amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2625019C1 true RU2625019C1 (en) 2017-07-11

Family

ID=59495082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016100902A RU2625019C1 (en) 2016-01-12 2016-01-12 Microwave power amplifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2625019C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197110U1 (en) * 2019-11-01 2020-03-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Power Amplifier Distortion Corrector
RU209339U1 (en) * 2021-07-13 2022-03-15 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Harmonic Filtering Device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU733082A1 (en) * 1973-03-28 1980-05-05 Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) Broadband amplifier
US5162756A (en) * 1989-10-20 1992-11-10 Fujitsu Limited High frequency transmission line circuit
RU2177205C2 (en) * 1996-12-30 2001-12-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Device and method of integrated linear amplification of power

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU733082A1 (en) * 1973-03-28 1980-05-05 Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) Broadband amplifier
US5162756A (en) * 1989-10-20 1992-11-10 Fujitsu Limited High frequency transmission line circuit
RU2177205C2 (en) * 1996-12-30 2001-12-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Device and method of integrated linear amplification of power

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197110U1 (en) * 2019-11-01 2020-03-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Power Amplifier Distortion Corrector
RU209339U1 (en) * 2021-07-13 2022-03-15 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Harmonic Filtering Device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100535273B1 (en) Method and apparatus for wideband predistortion linearization
EP1066682B1 (en) A predistorter
US5675288A (en) Method of linearizing a non-linear amplifier, linearization circuit and amplifier including a circuit of this kind
US6275103B1 (en) Predistorter of amplifier and amplifying unit
US5374896A (en) Distortion compensating circuit of high-frequency power amplifier
JP5041158B2 (en) Distortion compensation device for high frequency power amplifier
US20150318827A1 (en) Power amplifier with envelope injection
RU2625019C1 (en) Microwave power amplifier
CN1330088C (en) An adaptive linearization technique for communication building block
US10284237B2 (en) Systems and methods for a predistortion linearizer with frequency compensation
EP3416285B1 (en) Self-oscillating amplifier system
KR100325573B1 (en) How to generate an electrical modulated signal used by a laser to modulate an optical data signal and an equalizer suitable for it
US4772855A (en) Linearizer for microwave power amplifiers
CN1254218A (en) Nested feedforward distortion reducing system
KR101840536B1 (en) Apparatus and method of processing an envelope signal
US8866545B2 (en) Linearity power amplification device
US11309850B2 (en) Cartesian feedback circuit
JP3487060B2 (en) Distortion compensation circuit
US8010075B1 (en) High order harmonics generator
GB2335812A (en) Linearizing an amplifier using a feedback controlled predistorter
JP2792436B2 (en) High frequency output amplifier
JP6645428B2 (en) Transmitter, transmission system and transmission method
JP2001203541A (en) Distortion compensation device and distortion compensation method, amplifier and wireless transmitter
RU217691U1 (en) RF amplifier for digital broadcasting in the "NAVDAT" system
KR100664264B1 (en) Apparatus for compensation power of the rf detector

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200113