一种射频功率合成电路及方法与流程

本发明涉及电子电路，尤其是涉及一种射频功率合成电路及方法。

背景技术：

1、射频功率合成技术广泛应用于通信基站、医疗、半导体、分析器等需要使用kw级的射频功率的领域中。

2、目前，在射频功率合成时，通常利用功率分配器将射频信号源的输出信号分成两路一致的射频信号，再将两路一致的射频信号分别输入至两个性能一致的放大器中进行功率放大，最后将放大后的射频信号进行功率合成输出。然而，由于制作放大器的电子元器件存在差异，从而难以得到两个性能完成一致的放大器，若功率增益不一样，则放大后的射频信号功率就会产生误差，若相位延迟不一样，则放大后的射频信号波形相位就会产生相位偏差，在这种情况下进行射频功率合成会造成很大的功率损耗，放大器的故障率也会随之增加，存在一定安全隐患。

技术实现思路

1、为了提高射频功率合成的安全性，本技术提供了一种射频功率合成电路及方法。

2、第一方面，本技术提供的一种射频功率合成电路，采用如下的技术方案：

3、一种射频功率合成电路，包括：

4、主放大模块，用于将第一输入信号rf1以第一增益进行放大，生成基准射频信号；

5、从放大模块，用于将第二输入信号rf2或第三射频信号以第二增益进行放大，生成第一射频信号；

6、相位跟踪模块，用于接收基准射频信号以及第一射频信号，并根据基准射频信号和第一射频信号之间的相位差，对第二输入信号rf2的相位进行调节，生成第二射频信号；

7、幅度跟踪模块，用于接收基准射频信号以及第二射频信号，根据基准射频信号和第二射频信号之间的幅度差，对第二射频信号的幅度进行调制，生成第三射频信号，并将第三射频信号输入至从放大模块；

8、功率合成模块，将基准射频信号以及第一射频信号进行合成，得到合成射频信号out。

9、通过采用上述技术方案，根据基准射频信号和第一射频信号的幅度差以及相位差，分别利用相位跟踪模块以及幅度跟踪模块，对输入从放大模块的第二输入信号rf2的相位和幅度进行调节，形成闭环反馈，再将调节后的第三射频信号作为第二输入信号rf2输入至从放大模块进行放大，使得从放大模块输出的第一射频信号和主放大模块输出的基准射频信号幅度和相位均一致，再将第一射频信号和基准射频信号进行合成，减小了合成过程中的功率损耗，以减小了主放大模块和从放大模块的故障率，从而提高了射频信号合成的安全性。

10、可选的，所述第一增益小于所述第二增益。

11、通过采用上述技术方案，通过设定第一增益小于第二增益，增大了从放大模块的对射频信号的放大范围，从而便于从放大模块输出的第一射频信号调节至与基准射频信号一致。

12、可选的，所述相位跟踪模块包括相位差检测电路、相位控制电路以及相位调节电路；

13、所述相位差检测电路，用于生成基准射频信号和第一射频信号之间的相位差，第一相位接收端连接主放大模块，第二相位接收端连接从放大模块；

14、所述相位控制电路，响应于相位差并输出相位控制信号，相位差接收端连接相位差检测电路的相位差输出端，基准信号接收端用于接收正极性电压+v；

15、所述相位调节电路，响应于相位控制信号并对第二输入信号rf2的相位进行调节，相位控制信号接收端连接相位控制电路的相位控制信号输出端，信号输出端连接幅度跟踪模块，信号接收端用于接入第二输入信号rf2。

16、通过采用上述技术方案，利用相位差检测电路获取基准射频信号和第一射频信号之间的相位差，利用相位控制电路将相位差转换为相位控制信号，以便相位调节电路根据相位控制信号对第二输入信号rf2的相位进行调节。

17、可选的，所述相位控制电路包括运算放大器u1。

18、通过采用上述技术方案，利用运算放大器u1便于将相位差转换为电压信号，即相位控制信号，以便对第二输入信号rf2的相位进行调节。

19、可选的，所述相位调节电路包括第一电阻器r1以及变容二极管d1；

20、所述第一电阻器r1，一端用于接入第二输入信号rf2，另一端连接变容二极管d1的阴极、相位调节电路的相位控制接收端以及相位调节电路的信号输出端；

21、所述变容二极管d1的阳极接地。

22、通过采用上述技术方案，第一电阻器r1和变容二极管d1组成移相器，使得相位调节电路的相位控制接收端输入电压不同时，变容二极管d1的电容值不同，从而通过调整电容值实现对第二输入信号rf2相位的调整。

23、可选的，所述幅度跟踪模块包括第一幅度检测电路、第二幅度检测电路、幅度控制电路以及幅度调节电路；

24、所述第一幅度检测电路，用于生成基准射频信号的幅度，幅度检测输入端连接主放大模块；

25、所述第二幅度检测电路，用于生成第一射频信号的幅度，幅度检测输入端连接从放大模块；

26、所述幅度控制电路，响应于基准射频信号的幅度以及基准射频信号的幅度，并生成幅度调节信号，第一幅度接收端连接第一幅度检测电路的幅度检测输出端，第二幅度接收端连接第二检测电路的幅度检测输出端；

27、幅度调节电路，响应于幅度调节信号并对第二射频信号的幅度进行调节，幅度差接收端连接幅度控制电路的幅度差输出端，信号接收端连接相位跟踪模块，信号输出端连接从放大模块。

28、通过采用上述技术方案，利用幅度控制电路根据第一幅度检测电路生成的基准射频信号的幅度和第二幅度检测电路生成的第一射频信号的幅度，生成幅度调节信号，幅度调节电路根据幅度调节信号对第二射频信号的幅度进行调节，以便得到与基准射频信号幅度相同的第一射频信号。

29、可选的，所述第一幅度检测电路以及第二幅度检测电路均包括变压器t1、整流二极管d2以及可变电阻器rh；

30、所述变压器t1，一次侧第一端连接幅度检测输入端，二次侧第一端连接整流二极管d2的阳极，一次侧第二端以及二次侧第二端接地；

31、所述整流二极管d2，阴极连接可变电阻器rh的一端；

32、所述可变电阻器rh，另一端接地，控制端连接幅度检测输出端。

33、通过采用上述技术方案，利用变压器t1获取基准射频信号以及第一射频信号的幅度，经过整流二极管d2将基准射频信号以及第一射频信号的幅度转化为直流信号，再经过可变电阻器rh分压，对输出的直流信号进行校准，从而实现了第一射频信号幅度与基准射频信号幅度一致的效果。

34、可选的，所述幅度调节电路包括信号衰减器u2。

35、通过采用上述技术方案，利用信号衰减器u2便于第三射频信号的幅度进行调节，从而便于从放大模块将第三射频信号的幅度放大至与基准射频信号的幅度一致。

36、第二方面，本技术提供一种射频功率合成方法，采用如下技术方案：

37、一种射频功率合成方法，应用于上述任一项所述的一种射频功率合成电路，所述方法包括：

38、根据主放大模块输出的基准射频信号以及从放大模块输出的第一射频信号，比较生成幅度调节信号以及相位调节信号；

39、根据幅度调节信号和相位调节信号，对输入从放大模块的第二输入信号rf2进行调节，得到第三射频信号；

40、从放大模块对第三射频信号进行放大并输出第一射频信号；

41、对基准射频信号以及第一射频信号进行合成，得到合成射频信号out。

42、第三方面，本技术提供一种射频功率合成装置，采用如下技术方案：

43、一种射频功率合成装置，包括：包括如上述任一项所述的一种射频功率合成电路。