一种多尔蒂功率放大器及其输入信号处理方法与流程

文档序号:19246625发布日期:2019-11-27 19:43阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多尔蒂功率放大器,包括限幅控制单元(200)、峰值放大器(7)、载波放大器(8),所述限幅控制单元(200)包括耦合器(1)、检波电路(9)、控制电路(10),其特征在于:还包括输入信号处理单元(100),所述输入信号处理单元(100)包括功率分配器(2)、第一环形器(3)、第一限幅器(4)、第二环形器(5)、第二限幅器(6);所述输入信号处理单元(100)的输入端接射频输入信号,所述输入信号处理单元(100)的第一输出端接载波放大器(8)的输入端,所述输入信号处理单元(100)的第二输出端接峰值放大器(7)的输入端,所述输入信号处理单元(100)的控制端接控制电路(10)的输出端;其中:

射频输入信号经所述功率分配器(2)输入到输入信号处理单元(100);

射频输入信号接所述第一环形器(3)的第一端,所述第一环形器(3)的第二端接所述第一限幅器(4)的第一端,所述第一环形器(3)的第三端经负载接地;

所述射频输入信号接所述第二环形器(5)的第一端,所述第二环形器(5)的第二端接所述第二限幅器(6)的第一端,所述第二环形器(5)的第三端经负载接地;

所述第一限幅器(4)的第二端接所述载波放大器(8)的输入端,所述第二限幅器(6)的第二端接所述峰值放大器(7)的输入端;

所述控制电路(10)的输出端同时接所述第一限幅器(4)的控制端和所述第二限幅器(6)的控制端。

2.根据权利要求1所述的一种多尔蒂功率放大器,其特征在于:所述第一环形器(3)为第一端向第二端单向传输功率、第二端向第三端单向传输功率、第三端与第一端之间无功率传输的环形器;所述第二环形器(5)为第一端向第二端单向传输功率、第二端向第三端单向传输功率、第三端与第一端之间无功率传输的环形器;

所述第一环形器(3)的负载端最大吸收功率pc1、载波放大器(8)的最大输入功率pa1和第一限幅器(4)的反射功率系数αl1之间的关系满足:pc1>2×(pa1×αl1);

所述第二环形器(5)的负载端最大吸收功率pc2、峰值放大器(7)的最大输入功率pa2和第二限幅器(6)的反射功率系数αl2之间的关系满足:pc2>2×(pa2×αl2)。

3.根据权利要求2所述的一种多尔蒂功率放大器,其特征在于:第一限幅器(4)和第二限幅器(6)均为压控变容二极管;其中:

所述第一限幅器(4)的反射功率系数αl1、载波放大器(8)的增益压缩特性函数fa1(pin1)和输出饱和功率p’a1之间的关系满足:p′a1=pin1×(1-αl1)×fa1(pin1);

所述第二限幅器(6)的反射功率系数αl2、峰值放大器(7)的增益压缩特性函数fa2(pin2)和输出饱和功率p’a2之间的关系满足:p′a2=pin2×(1-αl2)×fa2(pin2);

其中:fa1(pin1)是时间pin1的单调函数,fa2(pin2)是时间pin2的单调函数。

4.根据权利要求1所述的一种多尔蒂功率放大器,其特征在于:所述多尔蒂功率放大器的载波放大器(8)与峰值放大器(7)是相同或不相同的放大器。

5.根据权利要求1所述的一种多尔蒂功率放大器,其特征在于:检波电路(9)是检波二极管。

6.一种多尔蒂功率放大器的输入信号处理方法,其特征在于:具体是用于包括输入信号处理单元(100)、限幅控制单元(200)、峰值放大器(7)和载波放大器(8)的多尔蒂功率放大器,所述输入信号处理单元(100)包括功率分配器(2)、第一环形器(3)、第一限幅器(4)、第二环形器(5)、第二限幅器(6),所述限幅控制单元(200)包括耦合器(1)、检波电路(9)、控制电路(10);所述输入信号处理单元(100)的输入端接射频输入信号,所述输入信号处理单元(100)的第一输出端接载波放大器(8)的输入端,所述输入信号处理单元(100)的第二输出端接峰值放大器(7)的输入端,所述输入信号处理单元(100)的控制端接控制电路(10)的输出端;所述输入信号处理方法的具体步骤如下:

步骤s1,输入信号检测:检波电路(9)检测多尔蒂功率放大器的射频输入信号的功率电平大小,并将检测结果传递给控制电路(10);

步骤s2,小信号区域的判别与控制:若射频输入信号的功率电平小于第一门限电平,则控制电路(10)控制输入信号处理单元(100)工作在小信号区域;

步骤s3,大信号区域的判别与控制:若射频输入信号的功率电平大于第一门限电平、小于第二门限电平,则控制电路(10)控制输入信号处理单元(100)工作在大信号区域;

步骤s4,第一饱和信号区域的判别与控制:若射频输入信号的功率电平大于第二门限电平、小于第三门限电平,则控制电路(10)控制输入信号处理单元(100)工作在第一饱和信号区域;

步骤s5,第二饱和信号区域的判别与控制:若射频输入信号的功率电平大于第三门限电平,则控制电路(10)控制输入信号处理单元(100)工作在第二饱和信号区域。

7.根据权利要求6所述的一种多尔蒂功率放大器的输入信号处理方法,其特征在于:

步骤s2所述输入信号处理单元(100)工作在小信号区域,是指第一限幅器(4)工作在非限幅状态,而第二限幅器(6)的工作状态不受控制,可以根据使用场合的不同要求,工作在非限幅状态或者第一限幅状态;第一环形器(3)吸收第一限幅器(4)和载波放大器(8)输入端之间的反射功率,第二环形器(5)吸收第二限幅器(6)和峰值放大器(7)输入端之间的反射功率;

步骤s3所述输入信号处理单元(100)工作在大信号区域,是指第一限幅器(4)和第二限幅器(6)均工作在非限幅状态或第一限幅状态;第一环形器(3)吸收第一限幅器(4)和载波放大器(8)输入端之间的反射功率,第二环形器(5)吸收第二限幅器(6)和峰值放大器(7)输入端之间的反射功率;

步骤s4所述输入信号处理单元(100)工作在第一饱和信号区域,是指第一限幅器(4)工作在第二限幅状态,而第二限幅器(6)的工作状态不受控制,可以根据使用场合的不同要求,工作在非限幅状态或者第一限幅状态;第一环形器(3)吸收第一限幅器(4)和载波放大器(8)输入端之间的反射功率,第二环形器(5)吸收第二限幅器(6)和峰值放大器(7)输入端之间的反射功率;

步骤s5所述输入信号处理单元(100)工作在第二饱和信号区域,是指第一限幅器(4)和第二限幅器(6)均工作在第二限幅状态;第一环形器(3)吸收第一限幅器(4)和载波放大器(8)输入端之间的反射功率,第二环形器(5)吸收第二限幅器(6)和峰值放大器(7)输入端之间的反射功率。

8.根据权利要求7所述的一种多尔蒂功率放大器的输入信号处理方法,其特征在于:

所述第一限幅器(4)和第二限幅器(6)的工作状态分别包括:非限幅状态、第一限幅状态、第二限幅状态;其中:

工作状态为非限幅状态,对射频输入信号没有任何影响;

工作状态为第一限幅状态,对载波放大器(8)或峰值放大器(7)的增益和相位进行优化调节;

工作状态为第二限幅状态,其反射的功率信号随着射频输入信号的增大呈非线性快速增长。

9.根据权利要求8所述的一种多尔蒂功率放大器的输入信号处理方法,其特征在于:

所述第一环形器(3)吸收第一限幅器(4)和载波放大器(8)输入端之间的反射功率,是指射频输入信号从载波放大器(8)输入端反射回来后进入第一环形器(3)的第二端口,并由第一环形器(3)的第三端口所接的功率负载吸收;

所述第二环形器(5)吸收第二限幅器(6)和峰值放大器(7)输入端之间的反射功率,是指射频输入信号从峰值放大器(7)输入端反射回来后进入第二环形器(5)的第二端口,并由第二环形器(5)的第三端口所接的功率负载吸收。

10.根据权利要求6所述的一种多尔蒂功率放大器的输入信号处理方法,其特征在于:

所述控制电路(10)预先设置有不同的门限电平,包括:第一门限电平、第二门限电平、第三门限电平;

当检波电路(9)检测到的射频输入信号的功率电平小于第一门限电平时,多尔蒂功率放大器工作在小信号区域;当检波电路(9)检测到的射频输入信号的功率电平大于第一门限电平、小于第二门限电平时,多尔蒂功率放大器工作在大信号区域;

当检波电路(9)检测到的射频输入信号的功率电平大于第二门限电平时,载波放大器(8)工作在饱和区域;当检波电路(9)检测到的射频输入信号的功率电平大于第二门限电平、小于第三门限电平时,峰值放大器(7)工作在大信号区域;当检波电路(9)检测到的射频输入信号的功率电平大于第三门限电平时,峰值放大器(7)工作在饱和区域。


技术总结
本发明涉及一种多尔蒂功率放大器及其输入信号处理方法。本发明的多尔蒂功率放大器包括限幅控制单元、峰值放大器、载波放大器,所述限幅控制单元包括耦合器、检波电路、控制电路,其特征在于:还包括输入信号处理单元,所述输入信号处理单元包括功率分配器、第一环形器、第一限幅器、第二环形器、第二限幅器;所述输入信号处理单元的输入端接射频输入信号,所述输入信号处理单元的第一输出端接载波放大器的输入端,所述输入信号处理单元的第二输出端接峰值放大器的输入端,所述输入信号处理单元的控制端接控制电路的输出端。本发明的输入信号处理方法能够有效提高多尔蒂功率放大器的饱和输出功率,改善多尔蒂功率放大器的线性度。

技术研发人员:曾瑞锋;陈志勇;张振东;陈新宇
受保护的技术使用者:南京国博电子有限公司
技术研发日:2019.07.19
技术公布日:2019.11.26
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