平衡放大系统和天线系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种平衡放大系统和天线系统。该放大系统包括线性处理单元、放大通道和反馈通道；放大通道包括同频合路器和N路放大器。所述反馈通道包括信号合成器和N条反馈支路；第j路放大器的输出端与第j条反馈支路的输入端连接，且每条反馈支路的输出端分别连接至信号合成器的输入端，信号合成器的输出端连接至线性处理单元；其中，j为大于等于1且小于等于N之间的每一个自然数；N条反馈支路中至少有一条反馈支路中设置有相位补偿电路，相位补偿电路用于对从所述系统的输出端进入到所在的反馈支路的干扰信号进行反相补偿，对反馈支路连接的放大器的输出信号进行正相补偿；每条反馈支路输出的干扰信号相互抵消。
【专利说明】平衡放大系统和天线系统
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及电子技术，尤其涉及一种平衡放大系统和天线系统。
【背景技术】
[0002]如图1所示的四路平衡放大系统架构，在输入端，输入信号经线性处理单元处理后进入同频合路器11，由同频合路器11将输入信号分支后输出给两个放大器12 ;在输出端，通常由一个同频合路器11对两路放大器的输出端进行合路。另外，输出端的反馈通道中包括用于控制线性处理单元的控制模块，控制模块通过系统的输出信号对线性处理单元进行控制。同频合路器可以是3dB电桥，通常为90度的3dB电桥。平衡式放大器具有下面的优点:功放的一致性好；合路端口的驻波好；功放稳定性高；平衡式放大器由多个通道合路，每个通道的功率较小，因此平衡式放大器可采用小功率器件实现；平衡式放大器可采用谐波调谐技术来提升功放效率；带宽性能好等诸多优点。
[0003]为了避免从输出端进入的外界信号影响反馈通道中线性处理单元的性能，如图1所示，现有平衡放大系统，在输出端和反馈通道之间设置了一个环形器13或隔离器，以隔离外界信号对反馈通道的干扰。由于环形器或隔离器的增加，使得平衡放大系统的成本提闻。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种平衡放大系统和天线系统，用于降低平衡放大系统的成本，同时消除外界信号对放大系统中线性处理单元的干扰。
[0005]第一方面，本发明实施例提供一种平衡放大系统，包括:线性处理单元、放大通道和反馈通道；所述放大通道包括合路器和N路放大器；第i路放大器的输入端和第i+Ι路放大器的输入端分别接入同一个合路器的输出端，第i路放大器的输出端和第i+Ι路放大器的输出端通过一个合路器合路；N为偶数，i为小于N的所有奇数；所述系统的输入信号经所述线性处理单元处理后进入所述放大通道，其特征在于:
[0006]所述反馈通道包括信号合成器和N条反馈支路；所述反馈通道用于耦合所述系统的输出信号并处理所耦合的信号，将处理后的信号输入到所述线性处理单元；所述线性处理单元，用于将系统的输入信号与系统的输出信号进行对比，使所述系统成为线性化系统；
[0007]第j路放大器的输出端与第j条反馈支路的输入端连接，且每条反馈支路的输出端分别连接至所述信号合成器的输入端，所述信号合成器的输出端连接至所述线性处理单元；其中，j为大于等于I且小于等于N之间的每一个自然数；
[0008]所述N条反馈支路中至少有一条反馈支路中设置有相位补偿电路，所述相位补偿电路用于对从所述系统的输出端进入到所在的反馈支路的干扰信号进行反相补偿，对所述反馈支路连接的放大器的输出信号进行正相补偿；
[0009]在所述相位补偿电路和所述信号合成电路的共同作用下，每条反馈支路输出的干扰信号相互抵消。
[0010]结合第一方面，在第一种可能实现的方式中，经第i条反馈支路进入到所述信号合成电路的干扰信号，与经第i+ι条反馈支路进入到所述信号合成电路的干扰信号，经所述信号合成器处理后相互抵消。
[0011]结合第一方面，或者，第一方面的第一种可能实现的方式，在第二种可能的实现方式中，若所述放大通道中每个合路器的相位均为90度，所述第i条反馈支路中的相位补偿电路与所述第i+ι条反馈支路中的相位补偿电路的相位差值，与用于对第i路放大器与第i+Ι路放大器进行合路的合路器的相位相等。
[0012]结合第一方面，或者，第一方面的第一种和第二种可能实现的方式，在第三种可能的实现方式中，若N为2，第2条反馈支路的相位补偿电路的相位与第2路放大器的输出端连接的合路器的相位相等。
[0013]结合第一方面，或者，第一方面的第一种至第三种可能实现的方式，在第四种可能的实现方式中，若N为4，第2条反馈支路的相位补偿电路的相位与第2路放大器的输出端连接的合路器A的相位相等，第3条反馈支路中的相位补偿电路的相位与第3路放大器的输出端连接的合路器B的相位相等，第4条反馈支路中的相位补偿电路的相位为，第4路放大器的输出端连接的合路器B的相位与合路器C的相位之和，所述合路器C用于对合路器A和合路器B的输出信号进行合路。
[0014]结合第一方面，或者，第一方面的第一种至第四种可能实现的方式，在第五种可能的实现方式中，在第j路放大器的输出端和所述第j放大器的输出端连接的合路器的输入端之间，设置有用于过滤每路放大器的输出信号中除有用信号之外的干扰信号的滤波器。
[0015]本发明实施例将第j条反馈支路的耦合端口设置在第j路放大器的输出端和与第j路放大器连接的合路器的输入端之间，为了使输入到控制模块24的信号与系统输出端的输出信号保持一致，本发明实施例在至少一条反馈支路中设置相位补偿电路。每条反馈支路的输出端均连接至信号合成器24，在反馈支路中相位补偿电路和信号合成器24的共同作用下，经每条反馈支路进入到信号合成电路24的各路干扰信号，经信号合成电路24合成后相互抵消，且信号合成器输出的信号与系统的输出信号保持一致。避免了来自外界的干扰信号对线性处理单元20的干扰，同时还实现了通过系统的输出信号对线性处理单元进行控制的目的。因此，本发明实施例采用电路简单的信号合成器和相位补偿电路消除了外界信号对线性处理单元的干扰，不需要在平衡放大系统的输出端设置隔离器或环形器，降低了平衡放大系统的生成成本。
[0016]第二方面，本发明实施例提供一种天线系统，包括:线性处理单元、反馈通道和N个发射通道；
[0017]每个所述发射通道包括合路器、N个波束赋形器和N路放大器以及N个天线；每路放大器的输出端分别连接有一个天线，第i路放大器的输入端和第i+Ι路放大器的输入端分别经不同的波束赋形器接入同一个合路器的不同输出端；N为偶数，i为小于N的所有奇数；从所述系统的输入端进入所述系统的输入信号经所述线性处理单元处理后进入所述发射通道:
[0018]所述反馈通道包括信号合成器和N条反馈支路；所述反馈通道用于耦合所述系统的输出信号并处理所耦合的信号，将处理后的信号输入到所述线性处理单元；所述线性处理单元，用于将系统的输入信号与系统的输出信号进行对比，使所述系统成为线性化系统；
[0019]第j路放大器的输出端与第j条反馈支路的输入端连接，每条反馈支路的输出端分别连接至所述信号合成器的输入端；所述信号合成器的输出端连接至所述线性处理单元；其中，j为大于等于I且小于等于N之间的每一个自然数；
[0020]N条所述反馈支路中至少有一条反馈支路中设置一个波束赋形器，若第X条反馈支路中设置有波形赋形器，第X条反馈支路中的波形赋形器，用于对第X路放大器的输出信号进行正相补偿。X为为大于等于I且小于等于N之间的任一个自然数；
[0021]在反馈支路中波形赋形器和所述信号合成电路的共同作用下，所述信号合成电路输出的信号与所述系统在空口合成的主瓣方向的信号保持一致。
[0022]结合第二方面，或者，第一方面的第一种可能实现的方式，在第二种可能的实现方式中，每条反馈支路中均设置有波束赋形器，第j条反馈支路中设置的波束赋形器。与第j路放大器的输入端连接的波形赋形器的相位相反。
[0023]结合第二方面，或者，第一方面的第一种和第二种可能实现的方式，在第三种可能的实现方式中，N个滤波器、第j个波滤器设置在第i路放大器的输出端和第i个天线之间。
[0024]结合第二方面，或者，第一方面的第一种至第三种可能实现的方式，在第四种可能的实现方式中，所述线性处理单元为数字预失真系统或模拟预失真系统。
[0025]本发明实施例提供的天线系统中，每路放大器的反馈支路设置在放大器的输出端和与该放大器连接的天线之间，N条反馈支路中至少有一条反馈支路中设置一个波束赋形器，在反馈支路中波形赋形器和信号合成电路的共同作用下，信号合成电路62输出信号与天线系统在空口合成的主瓣方向的信号保持一致，实现了控制模块通过天线系统在空口合成的主瓣方向的信号控制线性处理单元的目的，达到了各路放大器共用一个反馈通道的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为现有技术提供的一种四路平衡放大系统结构示意图
[0027]图2为本发明实施例提供的一种平衡放大系统结构示意图；
[0028]图3为本发明实施例提供的一种两路平衡放大系统结构示意图；
[0029]图4为本发明实施例提供的一种四路平衡放大系统结构示意图；
[0030]图5为本发明实施例提供的另一种平衡放大系统结构示意图；
[0031]图6A为现有技术提供的天线系统结构示意图；
[0032]图6B为本发明实施例提供的一种天线系统结构示意图；
[0033]图7为本发明实施例提供的另一种天线系统结构示意图；
[0034]图8为本发明实施例提供的一种包括数字预失真系统的天线系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]图2为本发明实施例提供的一种平衡放大系统结构示意图。如图2所示，本实施例提供的平衡放大系统包括:线性处理单元20、放大通道和反馈通道。放大通道包括位于输出端的合路器25和位于输出端的合路器22和N路放大器21。该平衡放大系统中放大器的总路数为N，N为偶数。其中，合路器可为3dB电桥，例如90度3dB电桥，180度3dB电桥。
[0036]如图2所示，放大通道中第i路放大器的输入端和第i+Ι路放大器的输入端分别接入同一个合路器的输出端，第i路放大器的输出端和第i+Ι路放大器的输出端通过一个合路器进行合路，i为小于N的所有奇数。输入信号经线性处理单元20处理后，经一端接地的合路器分路后，分别进入到与各路放大器输入端连接的合路器25。图2仅示出了四路平衡放大系统，每增加两路放大器，需要在输入侧和输出侧分别增加一个合路器。
[0037]反馈通道包括信号合成器24和N条反馈支路。反馈通道用于耦合所述平衡放大系统的输出信号并处理所耦合的信号，将处理后的信号输入到线性处理单元20。线性处理单元20，用于将系统的输入信号与系统的输出信号进行对比，使所述平衡放大系统成为线性化系统。其中，线性处理单元20可以是预失真系统，例如模拟预失真(AnalogPredistortion,简称 APD)系统或数字预失真(Digital Predistortion,简称 DPD)系统。
[0038]第j路放大器的输出端还与第j条反馈支路的输入端连接，其中，j为大于等于I且小于等于N的任意一个自然数。也就是，第j条反馈支路为第j条放大器的输出端连接的反馈支路，第j条反馈支路的耦合端口设置在第j路放大器的输出端和与第j路放大器连接的合路器的输入端之间。
[0039]每条反馈支路的输出端分别连接至信号合成器24的输入端，信号合成器24的输出端连接至线性处理单元20。
[0040]进一步，如图2所示，反馈通道还可包括控制模块23。信号合成器24的输出端与控制模块23的输入端连接，控制模块23的输出端与线性处理单元20连接。控制模块23通过系统的输出信号控制线性处理单元20，即通过从图2所示的输出端输出的信号控制线性处理单元20。
[0041]进入到信号合成电路的信号包括每路放大器的输出信号和从系统的输出端进入到反馈通道的外界干扰信号的各分支信号。每路放大器的输出信号经各自的反馈支路进入到信号合成电路。从系统的输出端进入的干扰信号，经位于系统输出端的合路器分路后，分别进入到与各路放大器输出端连接的合路器22，经合路器22分路后进入到反馈通道。也就是，经合路器22分路后的干扰信号，从合路器22的输入端进入到第j条反馈支路。
[0042]在上述N条反馈支路中至少有一条反馈支路中设置有相位补偿电路，例如移相器。相位补偿电路，用于对从系统的输出端进入到该反馈支路的干扰信号，对该反馈支路连接的放大器的输出信号进行正相补偿。从系统的输出端进入到反馈通道的信号称为反相信号，从各路放大器的输出端进入到反馈通道的信号称为正相信号或有用信号。
[0043]信号合成电路24，用于对每条反馈支路输出的信号进行合成，使得每条反馈支路输出的干扰信号相互抵消。该信号合成电路24还可以使得所述信号合成电路输出的信号与所述系统的输出端输出的信号保持一致，包括使两者的幅度和相位等特征均保持一致。每条反馈支路输出的信号经信号合成电路24合成后，每条反馈支路输出的干扰信号相互抵消。进一步的，每条反馈支路输出的有用信号经信号合成器24处理相互叠加后，与系统的输出端输出的信号保持一致。因此，信号合成电路24向控制模块23输出的采样信号，是与系统的输出端输出的信号保持一致的信号，不包括从系统的输出端进入的干扰信号，实现了通过系统的输出信号对线性处理单元进行控制的目的，同时避免了从输出端进入系统的干扰信号对反馈通道中有用信号即各路放大器的输出信号的干扰，从而避免了来自外界的干扰信号对线性处理单元20的干扰。因此，本实施例在平衡放大系统的输出端不需要设置隔离器或环形器来避免来自外界的干扰信号对线性处理单元20的干扰。
[0044]通过上述描述可知，本发明实施例将第j条反馈支路的耦合端口设置在第j路放大器的输出端和与第j路放大器连接的合路器的输入端之间，为了使输入到控制模块24的信号与系统输出端的输出信号保持一致，本发明实施例在至少一条反馈支路中设置相位补偿电路。每条反馈支路的输出端均连接至信号合成器24，在反馈支路中相位补偿电路和信号合成器24的共同作用下，经每条反馈支路进入到信号合成电路24的各路干扰信号，经信号合成电路24合成后相互抵消，并进一步使得信号合成器输出的信号与系统的输出信号保持一致。避免了来自外界的干扰信号对线性处理单元20的干扰，同时还实现了通过系统的输出信号对线性处理单元进行控制的目的。因此，本发明实施例采用电路简单的信号合成器和相位补偿电路消除了外界信号对线性处理单元的干扰，不需要在平衡放大系统的输出端设置隔离器或环形器，降低了平衡放大系统的生成成本。
[0045]可以在每条反馈支路中都设置相位补偿电路，也可以在部分反馈支路中设置相位补偿电路。可以依据以下原则，确定在哪些反馈支路中设置相位补偿电路以及所设置的相位补偿电路的相位值:每条反馈支路输出的干扰信号经信号合成器24合成后相互抵消，或者，每条反馈支路输出的干扰信号经信号合成器24合成后相互抵消且信号合成电路24输出的信号与系统的输出信号保持一致。
[0046]进一步，可以根据以下条件设置相位补偿电路:经第i条反馈支路进入到信号合成电路24的干扰信号，与经第i+Ι条反馈支路进入到所述信号合成电路24的干扰信号，经信号合成器24处理后相互抵消。也就是，每两路放大器的反馈支路输出的干扰信号经信号合成器24合成后相互抵消，从而使信号合成器24输出的信号中不包括干扰信号。
[0047]举例来说，如果放大通道中每个合路器的相位均为90度。本发明实施例中，合路器的相位是指所述合路器的两个输入端到输出端的两条路径之间的相位差。合路器有两个输入端，从输入端到输出端有两条路径，两条路径之间的相位差称为合路器的相位。
[0048]为达到上述条件，可在每条反馈支路中都设置相位补偿电路。各个反馈支路中的相位补偿电路的相位满足以下条件:第i条反馈支路中的相位补偿电路与第i+Ι条反馈支路中的相位补偿电路的相位差值，与用于对第i路放大器的输出信号与第i+Ι路放大器的输出信号进行合路的合路器的相位相等，i为小于N的所有奇数，N为偶数。其中，第I条反馈支路中的相位补偿电路的相位为零，或者，可以在第I条反馈支路中不设置相位补偿电路。在每条反馈去路各设置满足上述相位条件的相位补偿电路后，如图2所示，从第j条反馈支路的耦合点到系统输出端之间的相位关系，与第j条反馈支路的耦合点到信号合成器24的输入端之间的相位关系保持一致，使得信号合成电路24输出的信号与系统的输出信号保持一致，同时，信号合成器24输出的信号中不包括来自外界的干扰信号。其中，j为大于O且小于等于N的所有自然数。
[0049]以下分别以两路平衡放大系统和四路平衡放大系统为例说明在输出端省略环形器或隔离器的情况下，如何使线性处理单元不受到外界干扰信号的影响。
[0050]如图3所示的两路平衡放大系统，包括两个放大器31和32、以及两个合路器:合路器33和合路器34。图3中每个合路器均为90度的3dB电桥。第I路放大器31的输出端与反馈通道中的信号合成器36连接，也就是，第I路放大器31的反馈支路中没有设置相位补偿电路。第2条反馈支路的耦合端口设置在第2路放大器的输出端和合路器34之间。第2条反馈支路中的移相器35的相位与第2路放大器的输出端连接的合路器34的相位相等。合路器34的相位为90度，则移相器35为相位为90度。对于外界信号来说合路器34是分路器，外界信号从合路器34进入两路平衡放大系统，经合路器34分路后，分别输入到第I条反馈支路和第2个反馈支路。输入到第2条反馈支路的信号与原始外界信号相差90度，输入到第I条反馈支路的信号与原始外界信号相差O度。由于合路器34的移位，输入到第I条反馈支路的信号与进入第2个反馈支路的信号相差90度。之后，输入到第2个反馈支路的信号经移相器35移位后，从第I条反馈支路输出的信号与第2个反馈支路输出的信号相差180度,两个相差180度的信号经信号合成器合成之后相互抵消。
[0051]进入第2条反馈支路中的第2路放大器的输出信号经90度的移相器35移相后，与第2路放大器的输出信号相差90度，也就是，第2条反馈支路输入到信号合成器36的信号与与第2路放大器的输出信号相差90度。而第2路放大器的输出信号与第2路放大器的输出信号经合路器34合路后,第2路放大器的输出信号与系统的输出信号也相差90度，因此，第2条反馈支路输入到信号合成器34的有用信号与第2路放大器的输出信号相同。第I条反馈支路中没有设置移相器，第I路放大器的输出信号与第I条反馈支路输入到信号合成电路36的信号没有相位差，第I路放大器的输出信号与系统的输出信号也没有相位差。因此，第I条反馈支路输入到信号合成电路的有用信号，与第I路放大器的输出信号相同。因而，第I条反馈支路输入到信号合成电路的有用信号和第2条反馈支路输入到信号合成电路的有用信号，经信号合成电路36正相叠加后与系统的输出信号保持一致。
[0052]如图4所示的四路平衡放大系统，包括四个放大器和六个相位均为90度的合路器。其中，从输出端来看包括以下合路器:用于对第I路放大器的输出信号和第2路放大器的输出信号进行合路合路器41、用于对第3路放大器的输出信号和对第4路放大器的输出信号进行合路的合路器42，以及用于对合路器41的输出信号和合路器42的输出信号进行合路的合路器43。从输入端来看包括以下合路器:输出端分别与第I路放大器的输入端和第2路放大器的输入端连接的合路器，输出端分别与第3路放大器的输入端和第4路放大器的输入端连接的合路器，以及输入端与线性处理单元连接的合路器。
[0053]第I路放大器的反馈支路即第I条反馈支路中不设置相位补偿电路。第2条反馈支路的耦合端口设置在第2路放大器的输出端和合路器41的输入端之间。第3条反馈支路的耦合端口设置在第3路放大器的输出端和合路器42的输入端之间，第4条反馈支路的耦合端口设置在第4路放大器的输出端和合路器42的输入端之间。
[0054]第2条反馈支路中的相位补偿电路44的相位与第2路放大器的输出端连接的合路器41的相位相等，即相位补偿电路44的相位与合路器41的相位相等。第3条反馈支路中的相位补偿电路45的相位与第3路放大器的输出端连接的合路器42的相位相等，即相位补偿电路45的相位与合路器42的相位相等。第4路放大器的输出端连接的相位补偿电路46的相位为，第4路放大器的输出端连接的合路器42的相位与合路器43的相位之和。第2条反馈支路中移相器44的相位为90度，第3条反馈支路中的移相器45的相位为90度，第4条反馈支路中移相器46的相位为180度。平衡放大系统中第i路放大器所在的发射支路与第i+Ι路放大器所在的发射支路之间的相位关系，和第i+2条路放大器所在的发射支路与第i+3路放大器所在的发射支路之间的相位关系保持一致，同样，平衡放大系统中第i条反馈支路与第i+Ι条反馈支路之间的相位关系，和第i+2条反馈支路与第i+3条反馈支路之间的相位关系保持一致，其中，i为奇数。
[0055]外界信号经合路器43和合路器41分路后，输入第I条反馈支路的外界信号与输入第2条反馈支路的外界信号的相位相差90度。从第2条反馈支路输入的外界信号经移相器44移位后，与第I条反馈支路输出的外界信号相差180度，两者经信号合成器合路后相互抵消。相应地，外界信号先后经合路器43和合路器42分路后，输入第3条反馈支路的外界信号与进入合路器43的外界信号相差90度，输入第4条反馈支路的外界信号与进入合路器43的外界信号相差180度，因而，输入第3条反馈支路的外界信号与第4条反馈支路的外界信号的相位相差90度，经过移相器45的移位后，第3条反馈支路输出的外界信号与进入合路器43的外界信号相差180度，经过移相器46的移位后，第4条反馈支路输出的外界信号与进入合路器43的外界信号相差360度。因此，第3条反馈支路输出的外界信号与第4条反馈支路输出的外界信号180度，经信号合成器合成后两者相互抵消。
[0056]因此，从四路平衡放大系统的输出端进入的外界信号，不会从信号合成器输入到控制模块，使控制模块通过没有夹杂干扰信号的系统的输出信号对线性处理单元进行控制，从而避免了外界信号对线性处理单元的干扰。
[0057]现有技术中，如图1所示，在输出端，环形器或隔离器之后还设置有腔体滤波器，以过滤掉放大系统的输出信号中除的干扰信号。由于放大系统的功率较大，在放大系统输出端设置的滤波器需要是功率较大的滤波器，例如腔体滤波器。然而，功率较大的滤波器通常体积比较大，比较笨重，成本也高。
[0058]在本发明的实施例中，如图5所示，在图2基础上，每路放大器的输出端和所述放大器的输出端连接的合路器的输入端之间设置有滤波器25，以过滤掉每路放大器的输出信号中除有用信号之外的干扰信号，例如，非线性产物信号。由于，放大系统中每路放大器的功放都较小，在每路放大器的输出端可设置功率小的滤波器，例如，薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,简称 FBAR),声表面波(surface acoustic wave,简称SAW)滤波器。从而不需要在平衡放大系统的输出端设置功率较大的腔体滤波器，进一步降低平衡放大系统的生产成本。
[0059]图6A为现有技术提供的天线系统结构示意图。如图6A所示，现有技术提供的天线系统中每路放大通道中均连接有包括控制模块的反馈通道，，各路放大通道不能共用一个反馈通道。
[0060]图6B为本发明实施例提供的一种天线系统结构示意图。如图6所示，本实施例提供的天线系统包括:线性处理单元60、反馈通道和N个发射通道。每个发射通道包括合路器、N个波束赋形(Beam Forming，简称BF)器和N路放大器64以及N个天线。其中，N为偶数。波束赋形器可以是模拟波束赋形(Analog Beam Forming,简称ABF)器,也可以是数字波束赋形(Digital Beam Forming,简称 DBF)器。
[0061]如图6B所示，每路放大器的输出端分别连接有一个天线。第i路放大器的输入端和第i+Ι路放大器的输入端分别经不同的波束赋形器接入同一个合路器63的不同的输出端，i为小于N的所有奇数。输入信号经所述线性处理单元60处理后进入发射通道。每路放大器输入端连接的波束赋形器，可用于改变输入到每路放大器的信号的幅度和相位进而改变天线的辐射的方向图。
[0062]如图6B所示，反馈通道包括信号合成器62和N条反馈支路；所述反馈通道用于耦合所述系统的输出信号并处理所耦合的信号，将处理后的信号输入到所述线性处理单元60。所述线性处理单元60，用于将系统的输入信号与系统的输出信号进行对比，使所述天线系统成为线性化系统。线性处理单元可以是预失真系统，例如Aro或Dro系统。
[0063]第j路放大器的输出端与第j条反馈支路的输入端连接，其中，j为大于等于I且小于等于N之间的每一个自然数。也就是，第j条反馈支路的耦合端口设置在第j路放大器的输出端和第j个天线之间。每条反馈支路的输出端分别连接至信号合成器62的输入端。信号合成器62的输出端与线性处理单元60连接。
[0064]在N条反馈支路中至少有一条反馈支路中设置一个波束赋形器。若第X条反馈支路中设置有波形赋形器，第X条反馈支路中的波形赋形器，用于对第X路放大器的输出信号进行正相补偿。其中，X为为大于等于I且小于等于N之间的任一个自然数。在反馈支路中波形赋形器和信号合成电路的共同作用下，信号合成电路62输出给控制模块61的信号与天线系统在空口合成的主瓣方向的信号保持一致。
[0065]进一步，如图6B所示，反馈通道还包括控制模块61。信号合成器62的输出端与控制模块61的输入端连接,控制模块61的输入端连接至线性处理单元60。控制模块61通过信号合成器62采样到的所述系统在空口合成的主瓣方向的信号控制线性处理单元60。
[0066]本发明实施例提供的天线系统中，每路放大器的反馈支路设置在放大器的输出端和与该放大器连接的天线之间，N条反馈支路中至少有一条反馈支路中设置一个波束赋形器，在反馈支路中波形赋形器和信号合成电路的共同作用下，信号合成电路62输出信号与天线系统在空口合成的主瓣方向的信号保持一致，包括使得两者在幅度和相位等方面保持一致，实现了通过天线系统在空口合成的主瓣方向的信号控制线性处理单元的目的，达到了各路放大器共用一个反馈通道的目的。
[0067]进一步，每条反馈支路中均设置有与波束赋形器。第j条反馈支路中设置的波束赋形器。与第j路放大器的输入端连接的波形赋形器的相位相反，也就是，反馈支路中的波束赋形器的相位与发射通道中的波束赋形器的相位相反，使进入到信号合成器62的各路信号同相叠加，信号合成电路62输出给控制模块61的信号与天线系统在空口合成的主瓣方向的信号保持一致。
[0068]如图7所示，在图6所示天线系统的基础上还包括N个滤波器66。第j个波滤器设置在第i路放大器的输出端和第i个天线之间，以过滤掉每路放大器的输出信号中的干扰信号，例如，非线性产物信号。天线系统中每路放大器的功率都较小，在每路放大器的输出端可设置功率小的滤波器，例如，FBAR或SAW，从而降低天线系统的生产成本。
[0069]图8为本发明实施例提供的一种包括数字预失真系统的天线系统结构示意图。如图8所示，输入信号经DBF进入放大通道，DBF连接有四路DPD，每个DPD的输出端连接有数模换电路(DAC)，DAC的输出端连接有乘法器即变频器，两个乘法器经合路器Σ接入分路器Div，分路器Div的每个输出端分别经一个ABF与一个放大器连接，每路放大器的输出端连接有滤波器。每路放大器的输出端还设置有反馈支路，每条反馈支路中设置有ABF，每条反馈支路经信号合路器与DH)控制模块的输入端连接，DPD控制模块的输出端连接至每个DPD0图7中包括两条Dro控制模块，可通过开关来共用同一个Dro控制模块，从而使DBF和ABF共用一个DH)控制模块。
[0070]图8中线性处理单元为DPD，反馈通道中控制模块为DH)控制模块。每路放大器的输出端设置有功率较小的滤波器。每路放大器的反馈支路设置在各自的输出端，每路放大器的反馈支路中设置有ABF，每路放大器的发射通道中也设置有ABF。发射通道的ABF是用来在改变发射信号的幅度相位进而改变天线方向图，反馈通道中的ABF和发射通道中的ABF的相位相反，保证各反馈支路输出的信号在信号合成电路处是同相合路，保证送给DPD的信号功率达到最大。
[0071]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种平衡放大系统，包括:线性处理单元、放大通道和反馈通道；所述放大通道包括合路器和N路放大器；第i路放大器的输入端和第i+Ι路放大器的输入端分别接入同一个合路器的输出端，第i路放大器的输出端和第i+Ι路放大器的输出端通过一个合路器合路；N为偶数，i为小于N的所有奇数；所述系统的输入信号经所述线性处理单元处理后进入所述放大通道，其特征在于: 所述反馈通道包括信号合成器和N条反馈支路；所述反馈通道用于耦合所述系统的输出信号并处理所耦合的信号，将处理后的信号输入到所述线性处理单元；所述线性处理单元，用于将系统的输入信号与系统的输出信号进行对比，使所述系统成为线性化系统； 第j路放大器的输出端与第j条反馈支路的输入端连接，且每条反馈支路的输出端分别连接至所述信号合成器的输入端，所述信号合成器的输出端连接至所述线性处理单元；其中，j为大于等于I且小于等于N之间的每一个自然数； 所述N条反馈支路中至少有一条反馈支路中设置有相位补偿电路，所述相位补偿电路用于对从所述系统的输出端进入到所在的反馈支路的干扰信号进行反相补偿，对所述反馈支路连接的放大器的输出信号进行正相补偿； 在所述相位补偿电路和所述信号合成电路的共同作用下，每条反馈支路输出的干扰信号相互抵消。
2.根据权利要求1所述的平衡放大系统，其特征在于，经第i条反馈支路进入到所述信号合成电路的干扰信号，与经第i+Ι条反馈支路进入到所述信号合成电路的干扰信号，经所述信号合成器处理后相互抵消。
3.根据权利要求2所述的平衡放大系统，其特征在于，若所述放大通道中每个合路器的相位均为90度，所述第i条反馈支路中的相位补偿电路与所述第i+Ι条反馈支路中的相位补偿电路的相位差值，与用于对第i路放大器与第i+Ι路放大器进行合路的合路器的相位相等，所述合路器的相位是指所述合路器的两个输入端到输出端的两条路径之间的相位差。
4.根据权利要求3所述的平衡放大系统，其特征在于，若N为2，第2条反馈支路的相位补偿电路的相位与第2路放大器的输出端连接的合路器的相位相等。
5.根据权利要求3所述的平衡放大系统，其特征在于，若N为4，第2条反馈支路的相位补偿电路的相位与第2路放大器的输出端连接的合路器A的相位相等，第3条反馈支路中的相位补偿电路的相位与第3路放大器的输出端连接的合路器B的相位相等，第4条反馈支路中的相位补偿电路的相位为，第4路放大器的输出端连接的合路器B的相位与合路器C的相位之和，所述合路器C用于对合路器A和合路器B的输出信号进行合路。
6.根据权利要求1至5任一项所述的平衡放大系统，其特征在于，在第j路放大器的输出端和所述第j放大器的输出端连接的合路器的输入端之间，设置有用于过滤每路放大器的输出信号中除有用信号之外的干扰信号的滤波器。
7.一种天线系统，其特征在于，包括:线性处理单元、反馈通道和N个发射通道； 每个所述发射通道包括合路器、N个波束赋形器和N路放大器以及N个天线；每路放大器的输出端分别连接有一个天线，第i路放大器的输入端和第i+Ι路放大器的输入端分别经不同的波束赋形器接入同一个合路器的不同输出端;N为偶数，i为小于N的所有奇数；从所述系统的输入端进入所述系统的输入信号经所述线性处理单元处理后进入所述发射通道: 所述反馈通道包括信号合成器和N条反馈支路；所述反馈通道用于耦合所述系统的输出信号并处理所耦合的信号，将处理后的信号输入到所述线性处理单元；所述线性处理单元，用于将系统的输入信号与系统的输出信号进行对比，使所述系统成为线性化系统； 第j路放大器的输出端与第j条反馈支路的输入端连接，每条反馈支路的输出端分别连接至所述信号合成器的输入端；所述信号合成器的输出端连接至所述线性处理单元；其中，j为大于等于I且小于等于N之间的每一个自然数； N条所述反馈支路中至少有一条反馈支路中设置一个波束赋形器，若第X条反馈支路中设置有波形赋形器，第X条反馈支路中的波形赋形器，用于对第X路放大器的输出信号进行正相补偿，X为为大于等于I且小于等于N之间的任一个自然数； 在反馈支路中波形赋形器和所述信号合成电路的共同作用下，所述信号合成电路输出的信号与所述系统在空口合成的主瓣方向的信号保持一致。
8.根据权利要求7所述的天线系统，其特征在于，每条反馈支路中均设置有波束赋形器，第j条反馈支路中设置的波束赋形器。与第j路放大器的输入端连接的波形赋形器的相位相反。
9.根据权利要求7至8任一项所述的天线系统，其特征在于，还包括:N个滤波器、第j个波滤器设置在第i路放大器的输出端和第i个天线之间。
10.根据权利要求7至8任一项所述的天线系统，其特征在于，所述线性处理单元为数字预失真系统或模拟预 失真系统。
【文档编号】H03F1/07GK103441735SQ201310213595
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】吴剑锋, 魏巍, 孙益平 申请人:华为技术有限公司