專利名稱：：通信衛(wèi)星中的多端口放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用在衛(wèi)星通信系統(tǒng)內(nèi)的多端口放大器，具體涉及一種用于維持多端口放大器內(nèi)的隔離的方法和裝置。
背景技術(shù)：
：對于將多端口放大器(MPA)應(yīng)用于Ku和Ka頻帶衛(wèi)星有效載荷的關(guān)注持續(xù)增長，見例如ACouchman,D.Jones,"OptimizedMultiportAmplifiersforWidebandMulti-beamSatellites",AIAA,24th/wfer加HoMa/Commwm'co!"ows5"afe〃"e5y"e艦Cow/erewce,SanDiego，USA,June2006;A.Anakabe,etal,"Ka-bandMulti-portAmplifierCharacteristicsforSpaceTelecommunicationOpereation",6InternationalVacuumElectronicsConference,Noordwijk,Netherlands,April,2005。MPA尤其適用于每束單饋(SFB，SingleFeedperBeam)架構(gòu)，該架構(gòu)使用由典型地4個具有關(guān)聯(lián)喇叭天線的天線反射器組成的系統(tǒng)，在所限定的覆蓋區(qū)上產(chǎn)生規(guī)則鄰接的波束集合。該波束集合采用高度頻率重用，其中每個波束是由相應(yīng)的喇叭天線唯一地產(chǎn)生的。這種架構(gòu)在RF功率產(chǎn)生方面是相對非常高效的。然而，在將該功率分布在覆蓋區(qū)上的靈活性方面，這種架構(gòu)有很大限制。MPA的應(yīng)用(其中每個喇叭天線由相應(yīng)的MPA輸出來驅(qū)動)將大大提高SFB設(shè)計的靈活性，通過使容量(傳輸功率)能夠動態(tài)跟隨覆蓋區(qū)域上業(yè)務(wù)量分布的變化來顯著增強該架構(gòu)的靈活性。在向所有波束提供功率以及帶寬的靈活分配以確保在每種情況下最優(yōu)的鏈路參數(shù)的、寬帶的可選擇帶寬應(yīng)答器中，可以使用MPA。MPA是公知的功率放大器設(shè)備，用于在微波頻帶上操作的衛(wèi)星通信。MPA包括并聯(lián)的N個類似的放大器單元(TWT或固態(tài))，每個具7有功率P，使得每個放大器將每個輸入信號均等地放大，以將每個輸出信號的功率增大因子N，達到PXN。提供了N個輸入端口和N個輸出端口，從而將一個輸入端口上的輸入信號路由至相對應(yīng)的輸出端口。輸入端口由低功率輸入網(wǎng)絡(luò)(INET)連接至放大器單元，可以使用適合于環(huán)境的任何便利的傳輸線技術(shù)(例如微帶、帶線、同軸電纜或波導(dǎo))來實現(xiàn)INET。輸出端口由高功率輸出網(wǎng)絡(luò)(ONET)連接至放大器單元，典型地，使用低損耗傳輸線技術(shù)來實現(xiàn)ONET。在數(shù)學(xué)上，ONET是INET的互逆網(wǎng)絡(luò)，從而將呈現(xiàn)給第n個輸入的信號引導(dǎo)至第n個輸出。每個網(wǎng)絡(luò)包括信號分割波導(dǎo)設(shè)備的陣列。僅包括混合設(shè)備的Butler矩陣或網(wǎng)絡(luò)通常用于信號分割，這是由于其具有便利的增益和相移屬性?；旌显O(shè)備是一種4端口信號分割設(shè)備，包括兩個輸入和兩個輸出，具有選擇性的90。相移；可以利用該相位差來改進網(wǎng)絡(luò)的隔離特性。然而，可以使用可具有180°相位差的其他混合設(shè)備和其他信號分裂設(shè)備。MPA的極大優(yōu)點在于向每個放大器均等地提供對每個輸入端口的接入，可用于每個端口的可接入功率是NXP，其中P是每個單個放大器的功率。因此，MPA實現(xiàn)了高度的靈活性，提供了可在N個輸入(或下行鏈路波束)之間動態(tài)地且以高度靈活的方式共享的多種輸出功率。然而，MPA中伴隨的問題是MPA輸出端口之間的串?dāng)_，以及一般而言在通過MPA進行路由的信號之間缺乏隔離。一段時間以來，己經(jīng)考慮將MPA用于多波束衛(wèi)星，MPA已經(jīng)成功地用在L頻帶和S頻帶(1.5-2.6GHz):見S.Egami，M.Kawai,"AnAdaptiveMultipleBeamSystemConcept"IEEEJournalonSelectedAreasinCommunications,Vol.SAC5,No.4,May1987.M.Mallison,etal,"AdvancedPayloadforMultibeamSatellitesthatSupportHighDataRateBroadbandGlobalAreaNetwork",AIAA,23rd/"^72(3/7'owa/Cowwwm'c加'ora5"她脂eS,e娜Co"/erewce，Rome,Sept2005.M.Tanaka,etal,"S-bandMultibeamTransmitterforN-STAR"，AIAA16th/"femo!z'o"a/ComwMwz'caa.cwsSa&〃WeS^As^e/TWCow/erewce，Washington,USA,February1996。然而，這些是在比Ku和Ka頻帶(12-20GHz)處的波長長十倍附近的波長處進行操作。在Ku/Ka頻帶處，MPA的各個放大器的相位和幅度未對準(zhǔn)的問題，以及由此帶來的隔離和信號組合性能的問題，變得明顯更嚴(yán)重，并可能使在這些頻率在衛(wèi)星上和在所需服務(wù)壽命內(nèi)操作MPA的可行性成為問題。美國專利No.7,088,173公開了一種用于調(diào)諧MPA的相位關(guān)系的方法，包括選擇多個測試模式中用于檢測MPA的放大器單元的相位信息的一個測試模式；在指定的MPA輸出處檢測所述測試模式的輸出信號；以及基于所述輸出信號來調(diào)整放大器單元的相位關(guān)系。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在Ku/Ka頻帶處進行操作的多端口放大器，用于維持通過所述多端口放大器進行路由的信號之間的隔離。本發(fā)明的更具體的目的是提供一種在Ku/Ka頻帶處進行操作的多端口放大器，其中，至少在必要時可以經(jīng)常監(jiān)控和校正相位和增益參數(shù)，以在所述多端口放大器內(nèi)維持對準(zhǔn)的相位和幅度關(guān)系。為了本說明書的目的，一種多端口放大器被限定為包括多個微波功率放大器單元、多個輸入端口和多個輸出端口，所述輸入端口由輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，所述輸出端口由輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，使得在正?；虻湫颓闆r下任何輸入端口處的輸入信號由所有放大器單元均等地放大，然后，放大后的輸入信號被重新組合為輸出端口處的輸出信號這種多端口放大器將被稱為"如這里所限定的多端口放大器"。在第一方面，本發(fā)明提供了一種用于維持多端口放大器內(nèi)的信號隔離的方法，所述多端口放大器包括多個微波功率放大器單元、多個輸入端口和多個輸出端口，所述輸入端口由輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，所述輸出端口由輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，使得任何輸入端口處的輸入信號由所有放大器單元放大，然后，放大后的輸入信號被重新組合為輸出端口處的輸出信號，所述方法包括:9向所述放大器單元中的至少一個提供增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置，并且，提供反饋控制環(huán)路，所述反饋控制環(huán)路從所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)中的預(yù)選節(jié)點延伸至所述增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置；將導(dǎo)頻信號注入所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)中，并在所述預(yù)選節(jié)點處檢測所述導(dǎo)頻信號，使得所述反饋環(huán)路提供相位和增益調(diào)整信號。在第二方面，本發(fā)明提供了一種多端口放大器，包括多個微波功率放大器單元、多個輸入端口和多個輸出端口，所述輸入端口由輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，所述輸出端口由輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，使得任何輸入端口處的輸入信號由所有放大器單元放大，然后，放大后的輸入信號被重新組合為輸出端口處的輸出信號，并且，所述放大器單元中的至少一個具有增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置；以及反饋控制環(huán)路，所述反饋控制環(huán)路從所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)中的預(yù)選節(jié)點延伸出，以便響應(yīng)于注入所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)中的導(dǎo)頻信號，向所述增益調(diào)整裝置和所述相位調(diào)整裝置提供調(diào)整信號。根據(jù)本發(fā)明，由于特別提供了反饋控制環(huán)路，因而在衛(wèi)星通信系統(tǒng)內(nèi)的多端口放大器操作期間，可以依所需經(jīng)常執(zhí)行相位和增益調(diào)整，從而使放大器適于在更高Ku和Ka頻帶處進行操作。在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明提出了一種在MPA中實現(xiàn)的反饋環(huán)路的系統(tǒng)，以維持相位和幅度跟蹤。這些環(huán)路可以包括位于MPA輸出網(wǎng)絡(luò)(ONET)中的特定"零陷點"處的功率傳感器，如果實現(xiàn)了跟蹤，則在所述零陷點處，對于給定輸入端口處的信號，功率電平為零。如果在這些點處的功率電平不為零，則傳感器產(chǎn)生反饋至與各個放大器單元串聯(lián)的可命令相位偏移器和增益調(diào)整器的輸出，以實現(xiàn)所需的零陷并從而實現(xiàn)跟蹤性能。反饋環(huán)路的系統(tǒng)利用注入特定輸入端口中的導(dǎo)頻信號來進行操作。該信號可以被放置在正常業(yè)務(wù)量空間之外，從而確保跟蹤補償系統(tǒng)不干擾MPA的正常工作?，F(xiàn)在將參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中圖1是8端口的多端口放大器(MPA)的框圖；圖2是在圖1的MPA中使用的混合設(shè)備的示意圖3是示出圖1的MPA內(nèi)從I/P端口l至0/P端口l的信號流(①u)的圖4是示出圖1的MPA內(nèi)從I/P端口1至0/P端口5的信號流(051)的圖5是示出圖1的MPA內(nèi)從I/P端口1至0/P端口7的信號流(0>71)的圖6是示出圖1的MPA內(nèi)從I/P端口1至O/P端口5的信號流(d>81)的圖7是示出零陷點和矩陣元素O之間的關(guān)系的示意圖；圖8是混合設(shè)備的示意圖，示出了在混合設(shè)備的節(jié)點處零陷點的形成；圖9是示出圖1的ONET的輸出網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點處的零陷點的三維圖，其中相對于幅度失配和相位失配繪出了零陷深度；圖IO是本發(fā)明的實施例的示意框圖11是圖10的一部分的更詳細(xì)示意框圖12是示出根據(jù)本發(fā)明用于實現(xiàn)所需零陷值的相位調(diào)整的圖13是示出根據(jù)本發(fā)明調(diào)整相位和增益以實現(xiàn)所需零陷值的步驟的流程圖14是示出混合設(shè)備插入損耗的仿真的圖15是示出混合設(shè)備相位偏差的仿真的圖16是示出放大器相對增益的仿真的圖17是示出放大器相對相位的仿真的圖18是在增益和相位校正之前MPA的隔離矩陣的表示；以及圖19是根據(jù)本發(fā)明在增益和相位校正之后MPA的隔離矩陣的表示。具體實施例方式ii命名法A=放大器復(fù)增益C(7,=混合設(shè)備轉(zhuǎn)移矩陣，以及轉(zhuǎn)移系數(shù)(輸入m至輸出n)G=放大器實增益pm二輸入端口m處的輸入信號電壓qnHt出端口n處的輸出信號電壓O,Onm-總MPA轉(zhuǎn)移矩陣，以及矩陣元素(輸入m至輸出n)r,rnm^MPAINET轉(zhuǎn)移矩陣，以及矩陣元素(輸入m至輸出n)=放大器相移Q,A^MPAONET轉(zhuǎn)移矩陣，以及矩陣元素(輸入m至輸出n)圖1示出了8端口MPA的圖。它包括每列由4個輸入混合設(shè)備組成的一組3列t，x，y;由8個放大器組成的單列A;以及每列由4個輸出混合設(shè)備組成的一組3列t'，x'，y'。圖2示出了混合設(shè)備(輸入或輸出混合設(shè)備)的電路定義。輸入信號和輸出信號p,和P2以及q,和q2假定為復(fù)數(shù)。因此，混合設(shè)備轉(zhuǎn)移函數(shù)表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中d,、C12、C21、C22均為不可變的復(fù)系數(shù)，可以表示如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>理想地，對于完美的混合設(shè)備，所有r=1/，fe并且所有0=0，并且轉(zhuǎn)移矩陣變?yōu)?lt;formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>假定放大器是完美線性的，具有復(fù)增益A，A由以下函數(shù)表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>理想地，在MPA應(yīng)答器中，所有放大器是匹配的并具有相同的G和值。MPA的端到端轉(zhuǎn)移矩陣由以下給出O=y'.x'.t'.A.yj(,t，或ct>=「,A.Q(5)其中如圖l所定義的，t、x和y是輸入混合設(shè)備列(具有組合的總轉(zhuǎn)移函數(shù)Q)的轉(zhuǎn)移矩陣，t'、x，和y'是相對應(yīng)的輸出混合設(shè)備列(組合的總轉(zhuǎn)移函數(shù)r)的轉(zhuǎn)移矩陣。端到端轉(zhuǎn)移函數(shù)O的完整矩陣表示(根據(jù)等式(5))在數(shù)學(xué)上難以處理，并包括六個矩陣中的每一個的連乘，包括表示放大器組A、至As的轉(zhuǎn)移函數(shù)的列矩陣。然而，為了示意MPA轉(zhuǎn)移函數(shù)的具體屬性并從這些屬性中推斷如何將跟蹤反饋環(huán)路結(jié)合迸來，在以下等式(6)至(10)中表示了對矩陣O中元素的選擇。所有這些都與I/P端口1相關(guān)，但是等式的選擇所顯示的一般特性同樣適用于任何其他I/P端口。在這些等式中，(Dnm表示從輸入端口m至輸出端口n的轉(zhuǎn)移函數(shù)。因此，①n(等式(6)-圖3)表示在0/P端口l處出現(xiàn)的、1/P端口l處的信號電平，0>51(等式(8)，在0/P端口5處-圖4)等等。對于理想系統(tǒng)，^u至C)7,應(yīng)等于0(完美隔離)，而081=-j。然而，實際組件產(chǎn)生端口之間的有限隔離。C'2卞G.C，為.込Z;^xu^jQ]j^Ji^521M^Jal(6〉麵=C11A.C2，}(-[C"￡,C2ie-(^liQiiiLQiiiJt^SaiiiQi^)+13對這些方程的觀察說明了以下內(nèi)容On、041(也適用于0>21和031，未示出)理想地，端口1至4的輸出應(yīng)為o(無限隔離)。這些情況下的隔離完全由成對的相鄰放大器(A,/A2…A7/As)之間的匹配和最內(nèi)側(cè)混合設(shè)備J、K、L和M以及a、b、c和d的質(zhì)量(插入損耗差分和0/P端口之間與90。的偏差)來確定。通過對等式(6)和(7)中的相關(guān)因子加下劃線以及圖3中的信號流圖來示出該特征。該流圖示出了在MPA的輸出網(wǎng)絡(luò)中指示的節(jié)點S處，在輸出混合設(shè)備的第一列的輸出處，出現(xiàn)信號抵消或零陷(null)。這些零陷的出現(xiàn)是由于通過相鄰放大器對和關(guān)聯(lián)的最內(nèi)側(cè)混合設(shè)備而進行的差分相移是180。。因此，在(Dn的表達式中，假定理想組件0"』,0113-+1/2，021』.0123--1/2,A，-A2，則等式(6)中第一個加下劃線的表達式變?yōu)镺。這同樣適用于該等式中其他突出顯示的因子，對于$2|、031和<1)41同樣如此。還可以示出，該條件實際上適用于Onm的整個集合，其中n和m《4。對于n和m〉4但《8的情況，同樣的條件也使用，但是在這些情況下，在混合設(shè)備a、b、c和d的相對輸出端口處將出現(xiàn)零陷。對于實際組件，將存在設(shè)備失配，因此，在這些點處將存在殘留的非零電壓。14051(也適用于06|，未示出)。在這些情況下，如在相應(yīng)信號流圖(圖4)中所示，成對的相鄰放大器(A,/A2…A7/As)的輸出首先在節(jié)點s'處求和，但是在輸出混合設(shè)備的第二列的輸出節(jié)點(s)處出現(xiàn)抵消或零陷。參照等式(8)，由于(理想地)通過這些放大器和最內(nèi)側(cè)混合設(shè)備(例如C"j'C2化=C^j'G^=+1/2)而進行的零差分相移，相鄰放大器之間相加。然而，當(dāng)?shù)诙旌显O(shè)備組將放大器對(例如A,/A2)的求和后的同相輸出與相鄰對(A3/A4)的求和后的同相輸出進行組合時，出現(xiàn)抵消。等式(8)的兩個加下劃線的部分顯示了這種抵消。這是由中間混合設(shè)備列(例如C他,C"fS+1/2f1/2)在相鄰對之間引入1S0。差分偏移而造成的?？梢哉f明，對于端口2處的輸入，正好出現(xiàn)相同的零陷點。因此，對所有Onm(其中n和mS2)產(chǎn)生了相同的零陷點。對于n,m〉2的情況，在中間混合設(shè)備列的其他輸出處出現(xiàn)零陷點。.071(僅適用于這種情況)。在本例中，如在適用的流圖(圖5)中所示，在0/P混合設(shè)備的最后一列的輸出節(jié)點S(在0/P端口7處)處出現(xiàn)零陷。在這種情況下，對成對的相鄰放大器的輸出進行同相求和(在第一0/P混合設(shè)備列的節(jié)點S'處)。然后，在節(jié)點S'處，中間混合設(shè)備列對其進行4個一組的同相求和(A，/A2/a3/A4和A5/A6/A7/As)。最后，對中間列的和輸出進行反相相加，以在S(端口7)處產(chǎn)生零陷。如等式(9)所示，由于通過將混合設(shè)備A和m進行組合GPC,1A.C11m=:+1/2，C21A.C12m--1/2)而引入的180°差分相移，從而出現(xiàn)抵消。在這種情況下，僅有這一個抵消點，由于在產(chǎn)生該單個零陷的過程中涉及表達式中的所有因子，因此整個等式(9)被加以下劃線。0>8。這與想要的輸出相關(guān)聯(lián)。如圖6所示，在至輸出端口8的整個網(wǎng)絡(luò)中，在放大器輸出之間進行結(jié)構(gòu)性相加(在節(jié)點S'處)。在圖6中沒有零陷點。在圖7的示意圖中，可以概括零陷點與MPA轉(zhuǎn)移矩陣之間的關(guān)系。這表示了矩陣集合(輸入至輸出)，并標(biāo)識了共享公共零陷點的那些元素，并指示了零陷出現(xiàn)在輸出混合設(shè)備的哪一列。以下評述適用于圖7:-由X表示的區(qū)域與在0/P混合設(shè)備的第一集合的輸岀處出現(xiàn)的15零陷相關(guān)，Y與第二集合相關(guān)，而Z與最后集合相關(guān)。由"OP"指定的條目與對應(yīng)于給定I/P的想要的0/P端口相關(guān)；-位于相同X、Y或Z區(qū)域內(nèi)的所有元素共享相同的零陷點。因此，集合Onm(1<n，n^4)均共享相同的零陷，集合0^(5<n，mS8)也共享相同的零陷，所有這些情況下的零陷出現(xiàn)在第一混合設(shè)備列處。類似地，集合Onm(n=5,6;m=l,2)共享公共的零陷，其中零陷出現(xiàn)在第二混合設(shè)備列處。對于Z，僅有單個元素，其中零陷出現(xiàn)在最后的混合設(shè)備列處；-突出顯示的元素的集合均與以上分析的集合(0至(1)81)共享相同的零陷集合，針對集合(A,至08,)示出了矩陣擴展和流圖。從該表中可以觀察到，該MPA的一個顯著特征在于，如果對于給定區(qū)域X、Y或Z中的任一元素實現(xiàn)了零陷，則對于該區(qū)域內(nèi)的所有其他元素也將實現(xiàn)零陷。對于其中所有組件(混合設(shè)備和放大器)完美匹配的理想MPA，針對所有其他集合X、Y和Z也將產(chǎn)生零陷，雖然是在ONET中的不同點處。然而，實際上將不會實現(xiàn)完美匹配，并且如果對于給定X、Y和Z實現(xiàn)了零陷，則對于所有其他集合X、Y和Z，根據(jù)失配程度將存在殘留電壓。在所有情況下，零陷的產(chǎn)生可以被視為如圖8所示的配置的結(jié)果，其中有輸入混合設(shè)備2、輸出混合設(shè)備4和成對的放大器單元6、8。這里，we申^和吸e^/2表示I/P與0/P之間的總復(fù)增益(因子l/2是由于兩個混合設(shè)備而產(chǎn)生的，其中，增益元件的兩側(cè)中每側(cè)各一個混合設(shè)備)。從圖3和關(guān)聯(lián)的等式(6)，可以看出這種配置與元素On(以及所有其他O,(Kn,mS4))的相關(guān)性。在這些情況下，以放大器對A"A2為例，aW屮1=Ai,C"j,C"a，并且(x^牧"A2,C21J.Ci2a(根據(jù)等式(6))。為了方便，假定在MPA輸入處為單位電壓，則在這種情況下，零陷電壓由以下給出Mv=(oC)/4(")該表達式中分母中的因子4是源于從MPA的輸入至第一混合設(shè)備列的輸出包括4個混合設(shè)備。將比值^"2=p設(shè)置為兩個路徑之間的幅度失配，并且將e-化-^設(shè)置為相應(yīng)的相位失配，零陷電壓由以下給出一>4=onDM(12)其中Db是以dB為單位給出的零陷深度Db-20og(l-#e|)-20tog(、/iri^^T)d8(13)在圖9中繪出了這一點，其中e以度為單位，幅度失配a以dB為單位，其中P^1『，。作為示例，對于20dB的零陷深度，分別需要4.5。和0.5dB的相位和幅度匹配。如圖所示，這不是唯一解，從0。、0.85dB至5.7°、OdB的范圍內(nèi)存在無窮多個解。在On和所有其他元素位于圖7的區(qū)域X內(nèi)的情況下，g卩，零陷點出現(xiàn)在第一混合設(shè)備列的輸出處的那些情況(如圖3)，將有4個零陷。假定在每個點處有相同的零陷深度但是具有隨機的零陷相位，則在MPA輸出處，對于區(qū)域X中的元素，得到的功率電平(根據(jù)等式(12))將是(aP)2/16。因此，以dB為單位，與圖7中區(qū)域X中的矩陣元素相對應(yīng)的隔離由Db"加B給出，其中Db是以dB表示的零陷深度。因此，如果實現(xiàn)了例如16dB的零陷深度，則隔離將是28dB。在如0>51(等式(8))的矩陣元素(對于該矩陣元素，零陷出現(xiàn)在第二混合設(shè)備列的輸出處)的情況下(圖4)，在零陷點之前對成對的放大器輸出(例如A1/A2)進行同相求和。因此，相應(yīng)的零陷電壓將是"D/^2，并且MPA輸出處的相應(yīng)隔離(圖7的區(qū)域Y中的元素)由Db+9dB給出，Db仍是以dB為單位的零陷深度。最后，在如071(等式(9))的矩陣元素(對于該矩陣元素，零陷出現(xiàn)在最后的混合設(shè)備列的輸出處)的情況下(圖5)，在零陷點之前對4個放大器輸出(例如A,/A2/A3/A》進行同相求和。因此，相應(yīng)的零陷電壓將是&D/2，并且MPA輸出處的相應(yīng)隔離(圖7的區(qū)域Z中的元素)由Db+^B給出，Db仍是以dB為單位的零陷深度。根據(jù)本發(fā)明，通過包括反饋環(huán)路來監(jiān)控MPAONET中的零陷點(其中零陷的深度直接與通過MPA的失配程度相關(guān))，該反饋環(huán)路測量零陷電平并對MPA內(nèi)的特定組件應(yīng)用反饋，以將這些零陷維持在O(或17接近于O)，并因此維持MPA跟蹤性能。以上己經(jīng)標(biāo)識了一組零陷位置。此外，MPA轉(zhuǎn)移矩陣元素的相關(guān)表達式(其示例在等式(6)至(10)中給出)標(biāo)識了應(yīng)當(dāng)在哪些點處應(yīng)用反饋。為了產(chǎn)生零陷并使系統(tǒng)能夠工作，在向MPA的一個輸入(在這種情況下為輸入l)處注入?yún)⒖蓟驅(qū)ьl信號。這可以是位于業(yè)務(wù)量頻帶之外的未調(diào)制載波，或位于該頻帶內(nèi)、可獨立于業(yè)務(wù)量進行恢復(fù)的擴頻信號(實際上是可在沒有業(yè)務(wù)量的情況下恢復(fù)的任何信號)，該信號不會導(dǎo)致對業(yè)務(wù)量的干擾或從放大器中提取顯著的功率。參照圖ll，更詳細(xì)地示出了反饋環(huán)路F1。放大器A1和A2耦合在輸入混合設(shè)備10和輸出混合設(shè)備12之間。每個放大器具有位于其輸入信號路徑中的增益調(diào)整器14和相位調(diào)整器16。在零陷S1所處的混合設(shè)備12的輸出處的信號節(jié)點處提供耦合器18。耦合器18具有至少25dB的耦合系數(shù)，以確保從放大器取得不顯著的功率，并最小化通過包括耦合器而導(dǎo)致的任何混合設(shè)備失衡。耦合器輸出由預(yù)選/圖像抑制濾波器20進行濾波、由混合器22進行頻率向下轉(zhuǎn)換至中頻(IF)、由IF濾波器24進行濾波、然后被饋送至包絡(luò)檢測器26。檢測器輸出連接至模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)28的輸入，ADC28的輸出提供表示零陷S1的深度的數(shù)字信號。該數(shù)字信號被饋送至數(shù)字信號處理器30，數(shù)字信號處理器30向增益和相位調(diào)整器14和16提供輸出控制信號，以最小化零陷。因此，提供了反饋控制環(huán)路F1。從頻率產(chǎn)生單元(FGU)32導(dǎo)出用于混合器22的本地振蕩器信號(LO)，F(xiàn)GU32也用于產(chǎn)生導(dǎo)頻信號。產(chǎn)生器32包括驅(qū)動頻率倍增器36的TCXO晶體振蕩器34，頻率倍增器36將TCXO頻率倍增至所需的導(dǎo)頻信號和LO頻率。導(dǎo)頻信號由耦合器(未示出)連接至MPA的輸入端口(pl)，耦合器的耦合系數(shù)至少為25dB。預(yù)選/圖像抑制濾波器的目的是防止零陷檢測電路通過MPA的總業(yè)務(wù)量而被過載，并抑制IF圖像處的可能掩蔽零陷的信號。混合器將零陷信號頻率向下轉(zhuǎn)換至合適的IF，在該IF處可以通過窄帶濾波器來對信號進行濾波，以將其與噪聲隔離，從而確?？梢杂^察到所需深度的零陷。通過檢測器之后的簡單模擬濾波器或通過DSP內(nèi)的數(shù)字濾波，18可以抑制由噪聲導(dǎo)致的、所檢測的零陷功率中的波動。這種用于零陷檢測的布置假定僅根據(jù)零陷端口處的測量而不參考導(dǎo)頻信號電平就可以對零陷深度進行評估。如果可以確保在零陷深度的初始校準(zhǔn)之后，系統(tǒng)中由熱變化和老化效應(yīng)等導(dǎo)致的變化不會導(dǎo)致零陷功率與所需零陷深度之間關(guān)系的顯著改變，則這種方案是可接受的。通過在零陷深度中包括大于或等于系統(tǒng)變化的余量，可以抵御這種改變。否則，可以通過經(jīng)由另一耦合器(未示出)對混合設(shè)備12的另一輸出端口40處的信號電平進行測量來提供參考。DSP可以直接將該電平與零陷功率進行比較，以評估零陷深度?？梢允褂猛ㄟ^電子開關(guān)對零陷的測量來代替對參考的測量。這可以位于預(yù)選/圖像濾波器的輸入處，并且可以在DSP的控制下交替地在零陷和參考之間進行切換。為了減少與反饋方案相關(guān)聯(lián)的設(shè)備數(shù)目，DSP和ADC甚至更多單元(如IF濾波和放大單元)可以是以合適的周期在7個反饋環(huán)路之間換向的單個元件。這可以配置有對公共元件(濾波器/ADC/DSP)的輸入，其中，使用由DSP控制的電子開關(guān)將該輸入在零陷點之間順序切換；并且配置有DSP，DSP具有硬接線至相位和增益調(diào)整器的14個控制輸出(各7個)。作為CW導(dǎo)頻信號的備選方案，可以使用由直接序列擴頻(DSSS)波形進行調(diào)制的載波，例如具有2MHz或更大的碼片速率。這可以與合適的相關(guān)器一起操作，該相關(guān)器代替窄帶IF濾波器來恢復(fù)載波。如果需要顯著地減小導(dǎo)頻信號的功率譜密度，則這種布置可以是優(yōu)選的。這里示出這種方案在Ka頻帶(20GHz)處操作的示例。假定導(dǎo)頻信號是CW并位于衛(wèi)星傳輸頻譜中無業(yè)務(wù)信道的部分，例如下行頻譜中通常針對窄帶衛(wèi)星信標(biāo)和遙測下行鏈路而保留的那部分。假定導(dǎo)頻信號頻率20.200GHz，對應(yīng)的本地振蕩器頻率為20.150GHz。因此，選擇50MHz的IF——足夠低以允許使用窄帶SAW或晶體濾波器技術(shù)。為了充分抑制頻率向下轉(zhuǎn)換圖像，預(yù)選/圖像抑制濾波器在20.100GHz處必須具有〉40dB的抑制?？梢酝ㄟ^簡單的單個雙模腔設(shè)計來實現(xiàn)這種濾波器。在向下轉(zhuǎn)換至50MHzIF之后，通過10KHz寬的晶體IF濾波器來對零陷信號進行濾波。這足夠?qū)捯栽试S使用相對低成本、低穩(wěn)定性白勺TXCO(例如在生命期內(nèi)土10ppm或在IF帶寬內(nèi)士500Hz)，但是足夠窄以確保應(yīng)答器噪聲被抑制到不使零陷深度顯著退化的水平。對于最壞情況分析，針對以-115dBW的最小飽和通量密度SFD和130W的MPA放大器功率(即，總應(yīng)答器增益最多到136.1dB的放大器輸出)進行操作的衛(wèi)星通信有效載荷，己確定了落入零陷中的噪聲。假定典型Ka頻帶應(yīng)答器端到端系統(tǒng)噪聲溫度為600K(27.8dBK)，并且在零陷附近的接收部分輸入解復(fù)用器DEMUX濾波為25dB(其也提供了對任何相鄰信標(biāo)和遙測下行鏈路的保護)，則落入零陷S1內(nèi)(在10KHzIF帶寬中)的總噪聲為-49.7dBW。在后DEMUX噪聲的情況下，落入零陷內(nèi)的總功率為—48dBW(基于106dB的總最大后DEMUX放大，其中針對最大增益處的后DEMUX部分的典型噪聲系數(shù)為10dB)。在互調(diào)噪聲落入零陷內(nèi)的情況下，假定系統(tǒng)正在傳輸8個等功率載波，每個等功率載波支持45M符號/秒的QPSK傳輸，其中放大器在2.5dB輸出退避處進行操作。假定典型載波為15dB的3階互調(diào)電平C/Im(對于線性化的TWTA)，并且互調(diào)產(chǎn)物的峰值落在零陷上，則IF帶寬中的產(chǎn)物噪聲功率為-41.9dBW。因此，來自全部3個上述噪聲源的總和是-40.4dBW。為了使噪聲不顯著影響零陷，最小零陷電平應(yīng)比噪聲高出至少10dB，即在2-30.4dBW。假定最小所需零陷深度為25dB(對于^OdB的隔離)，則每個放大器的輸出處所需導(dǎo)頻信號功率應(yīng)當(dāng)20.35W，例如0.5W。這表示來自在2.5dB輸出退避處進行操作的130W放大器的僅0.03dB的損耗。零陷點處可接受的深度的零值或零陷的形成顯現(xiàn)出一些困難，這是由于該深度取決于兩個變量——幅度和相位(G和0)，并且對于非零情況不具有唯一解。為了克服這一點，根據(jù)本發(fā)明的方法引入了零陷附近的相位偏差，以標(biāo)識或"搜尋"電壓最小值。利用由此保持以產(chǎn)生所標(biāo)識的最小值的相位，因此調(diào)整衰減以實現(xiàn)所需的零陷深度。該過程以及反饋是在數(shù)字信號處理器(DSP)的控制下執(zhí)行的。參照圖12和13，圖12和13是實現(xiàn)所需零陷的增益和相位調(diào)整過程20的圖和流程圖，該過程可以按照所設(shè)置的間隔來執(zhí)行，其規(guī)律性足以確保將MPA性能保持在指定的限制之內(nèi)。該過程以測量當(dāng)前零陷深度D,開始(見圖12)，假定在這種情況下零陷深度D,處于零陷的上方或右側(cè)。如果零陷深度D,處于提供期望隔離所需的電平D^以下，則不進行任何調(diào)整，該過程結(jié)束。否則，相位調(diào)整器將在相位上遞增一個正步長Ostep，并且重新測量零陷。再次，如果零陷深度處于電平Dreq以下，則該過程結(jié)束。如果不是，并且如果第二次測量大于第一次(圖12中的D》，則對相位增量G)^p進行符號反轉(zhuǎn)然后重復(fù)相加，直到零陷深度處于電平D^以下或直到下一次測量高于其前一次(例如，測量Dc與前一次測量Db相比)，此時減去單次增量以使系統(tǒng)回到單獨通過相位調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)的最低零陷電平(Db)。如果第二次測量低于第一次(即，與圖B中初始測量處于零陷左側(cè)的情況相對應(yīng))，則在重復(fù)相加之前不對相位增量應(yīng)用符號反轉(zhuǎn)。該過程允許可以在兩次增量之間中途出現(xiàn)零陷，其中每次增量產(chǎn)生相同的零陷電平(圖12中的Dx和Dy)。在這種情況下，取最小可實現(xiàn)零陷深度作為最后測量(Dy)。如果單獨通過相位調(diào)整不能獲得所需零陷深度，則該過程移至增益G的調(diào)整。這是以與相位調(diào)整完全相同的方式來進行的，但是在這種情況下，增量步長是增益Gstep。在該過程中，將相位保持在產(chǎn)生從上述相位調(diào)整過程獲得的最小零陷深度的值。整個該過程實現(xiàn)了一種防止失敗的結(jié)果，在于如果不能產(chǎn)生低于所需電平D^的零陷，則在己經(jīng)達到通過增益和相位調(diào)整可實現(xiàn)的最小值時該過程結(jié)束。一些組件的故障可能導(dǎo)致發(fā)生不能獲得所需零陷電平的這種情況。然而，所產(chǎn)生的隔離性能仍可以是可接受的。在與下一混合設(shè)備列中的零陷進行級聯(lián)操作時，環(huán)路F1、F2和F3形成了具有連續(xù)環(huán)路的級聯(lián)集合。如圖3、IO所示，第一集合的環(huán)路F1根據(jù)第一混合設(shè)備列中的零陷來進行操作，并對成對的放大器(A,/A2…A7/A8)進行操作。參照等式(6)和(7)，當(dāng)加下劃線、加括號的因子l^'Cw-C"a+A'C2W-C^、^力細(xì)厶，+/\^麗."^均為零時，獲得零陷的完整集合。如果未獲得零陷(S)，則在相應(yīng)放大器對內(nèi)的放大器(AhA3、As和A7)之前，將控制信號反饋至可命令的增益和相位調(diào)整器(G、0)，以實現(xiàn)零陷。由于第一混合設(shè)備列的所示o/p端口處的零陷，相對的混合設(shè)備端口將提供放大器對輸出(A,/A2.，.A7/As)的同相和。這些同相和被饋送至混合設(shè)備的下一(中間)歹i」。參照等式(8)，當(dāng)突出顯示的因禾口/0"&(:"/7.〖/15.(^化力2仂+A6'C2".C22C_)+C^5,Co(^7"-C"Af,C2W+啟8-C^;W.C224)/為零時，在這些混合設(shè)備的輸出處實現(xiàn)零陷。這兩個表達式表示了由最內(nèi)側(cè)括號中的表達式限定的放大器對(A,/A2…A7/As)的同相和，其中從相鄰對(A,/A2與A3/A4，以及As/A6與A7/A8)抵消了這些和，如4中也示出了這一點。如果未獲得零陷S2，則在所限定的放大器(在這種情況下為八2和A6)之前，在環(huán)路F2中將控制信號反饋至可命令的增益/相位調(diào)整器。與中間列中的兩個混合設(shè)備的零陷端口相對的0/P端口提供了4個一組的放大器(A,/A2/A3/A4和As/A6/A7/As)的同相和。將這些4個的同相和饋送至最后的混合設(shè)備列。這里，單個零陷S3(在這種情況下在端口7處)與如等式(9)中限定的4個一組的兩組(A,/A2/A3/八4與A5/A6/A7/A8)的抵消相對應(yīng)。類似地，如果這里未獲得零陷，則在所限定的放大器(在這種情況下為As)之前，在反饋環(huán)路F3中將控制信號反饋至增益/相位調(diào)整器。注意，有一個放大器不具有增益/相位調(diào)整器，即A4。必須有一個放大器用作參考，所有其他單元最終對其匹配。對A4的選擇是任意的，選擇任何其他放大器也同樣好。環(huán)路的順序或相對反應(yīng)時間是關(guān)鍵的。最快的反應(yīng)環(huán)路是最內(nèi)側(cè)的F1，F(xiàn)l使放大器對(A,/A2…A7/As)對準(zhǔn)(相位/幅度匹配)。在己將放大器對對準(zhǔn)并允許其安置之后，通過中間混合設(shè)備列中的零陷而操作的下一環(huán)路F2接著開始工作。這些對準(zhǔn)了4個放大器的組(A/A2/A3/A4、A5/A6/A7/A8)。通過最外側(cè)混合設(shè)備列中的零陷而操作的最后環(huán)路F3有效地對準(zhǔn)或匹配所有8個放大器(在中間環(huán)路已有時間進行安置之后)，所產(chǎn)生的最終和在想要的輸出處出現(xiàn)(在這種情22況下是0/P端口8)。由于外側(cè)環(huán)路產(chǎn)生的調(diào)整將影響內(nèi)側(cè)環(huán)路，因此整個對準(zhǔn)過程將是遞歸的。例如，當(dāng)改變了用于實現(xiàn)中間列中的零陷的、與A2相關(guān)聯(lián)的相位/幅度調(diào)整器時，可能需要改變與A^目關(guān)聯(lián)的調(diào)整器，以維持第一列中的零陷。這整個遞歸過程(將具有在所有所標(biāo)識的點處實現(xiàn)零陷的全局目的)將是擴展的過程。然而，導(dǎo)致環(huán)路應(yīng)用調(diào)整的改變因子可以是緩慢時變的。這些可以包括組件老化、由例如太空船溫度的每日改變而導(dǎo)致的熱變化、以及可能也具有每日特性的業(yè)務(wù)量變化。因此，一旦反饋系統(tǒng)己獲取零陷并已安置，維持跟蹤應(yīng)當(dāng)是相當(dāng)不成問題的。利用所標(biāo)識的零陷點且利甩如所示那樣注入的導(dǎo)頻信號進行操作的上述過程將提供圖7中突出顯示的矩陣元素的有源匹配。相應(yīng)輸出端口隔離和想要的端口處的電平(與組合損耗相關(guān))將處在反饋方案的直接控制之下。其余元素將處在間接控制之下，在于這些情況下的零陷將與受控制的零陷相關(guān)，但是將具有殘留電壓，該殘留電壓取決于各個混合設(shè)備或INET和ONET作為整體的質(zhì)量(相位和幅度匹配)。由于這種關(guān)系本質(zhì)上完全由INET和ONET匹配來限定，因此將會避免確保放大器的可接受跟蹤的基本困難?，F(xiàn)在，隔離性能將本質(zhì)上取決于無源單元(如，機器制造的波導(dǎo)部件)的穩(wěn)定性，該穩(wěn)定性應(yīng)當(dāng)較高。然而，在導(dǎo)頻信號頻率附近將是如此。遠離該頻率，則可以存在由放大器與混合設(shè)備之間在寬頻帶上的與頻率相關(guān)的跟蹤誤差而導(dǎo)致的、對殘留零陷電壓的貢獻?？梢杂糜跍p小這些誤差的影響的技術(shù)包括使用分布在頻帶上的多個導(dǎo)頻信號、切換的頻率或跳頻信號和寬帶DSSS(直接序列擴頻)調(diào)制的載波。也可以使用這些技術(shù)的各種組合，例如分布在頻帶上的多個信號，每個信號是DSSS調(diào)制的。這些技術(shù)的應(yīng)用將在頻帶上而不是在單個點頻率處產(chǎn)生與MPA的平均性能相關(guān)的零陷測量。相應(yīng)地，設(shè)備的隔離和組合性能將更好地對準(zhǔn)以進行寬帶操作。仿真結(jié)果為了評估反饋環(huán)路的有效性，開發(fā)了一種模型，表示圖10所示的MPA系統(tǒng)。針對INET、組合的放大器和增益/相位調(diào)整器以及ONET導(dǎo)出了各個模型，然后將這些模型級聯(lián)以提供總體MPA的模型。<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>組件參數(shù)如上所述，所實現(xiàn)的端口隔離是各個組件在其名義值附近的幅度和相位偏差的函數(shù)。如果這些組件是理想的，則可以在想要的輸出與不想要的輸出之間獲得無限隔離，但是在它們不是理想的時，獲得有限隔離的結(jié)果。已將每個組件的幅度和相位偏差建模為具有上表中所示的均值和方差的高斯隨機變量。這些值被視為在Ku/Ka頻帶處是可實現(xiàn)的。針對混合設(shè)備而引用的值已經(jīng)用于INET和ONET，并與波導(dǎo)混合設(shè)備所期望的值相對應(yīng)。這些放大器值基于130WKa頻帶TWTA的期望性能。針對每個組件而獲得的分布在圖14至圖17中示出。如上所述，采用3個反饋環(huán)路F1-F3來將輸出端口隔離維持在所需閾值以下。參照圖1和圖10:a.最內(nèi)側(cè)環(huán)路F1提供了從輸出混合設(shè)備Ha、Hb、Hc和Hd(第一列)至分別與放大器A,、A3、As和A7相關(guān)聯(lián)的增益/相位調(diào)整器的反饋。針對零陷端口的表達式可以從等式(6)導(dǎo)出并給出如下q,邁-G"j.Ai.J3i,欲pj.9,+C12a,C2W.A2.p2.expj.，2=0(14)Ciic.C11L,Ag.ps.expJ,(p5*Cc,C2A,A6^8'expj#6=0《化)C"d,C11M.A7,p7,expj#7+Ciaa,C21M./Vp8.expj,(p8=0(17)b.中間環(huán)路F2提供了從輸出混合設(shè)備Hf和Hh(第二列)至與放大器A2和A6相關(guān)聯(lián)的增益/相位調(diào)整器的反饋。針對零陷端口的表達式可以從等式(8)導(dǎo)出并給出如下C,2f,C2伯.(C"b.CnK,A3,P3.敏pj.93+C22b.C2恥A4=0(化)C"h-C"G-(C2化.C，化.As.l35-ex:沐q)5+CKc.C2iL.A6'P6-0xpi.pe)+_^c.最外側(cè)環(huán)路F3提供了輸出混合設(shè)備EU(第三列)至與放大器As相關(guān)聯(lián)的增益/相位調(diào)整器的反饋。零陷端口的表達式可以從等式(9)導(dǎo)出并給出如下C"m.C"A.[C2化C"E.(Caa.G"j..pLeXpj.Cpi+C22a,C21J.A2.|32.expj.(p2)+Ci2f.C21E.(C21b.C"K.A3.(33-eXpj,(p3+C22b.C2iK,A4)〗+Ci2m.C2M.[C2ih.C1iG.(Cac,C"L.A5.p5.expj.(p5+C22c.C"L.A6.(36.expj.(p6)+C22h.C21G.(C21d.C11M.A7.(37.expj.cp7+C22d.C21M.A8.|38.expj.(p8)]=0(20)其中pi,項表示增益/相位調(diào)整器的幅度和相位系數(shù)。由于放大器A4提供用作參考，因此沒有與其相關(guān)聯(lián)的增益/相位調(diào)整。從等式(14)至(20)可以看到，零陷端口表達式彼此依賴；對一個反饋環(huán)路中的增益/相位調(diào)整器進行的改變將影響其他反饋環(huán)路的性能。因此，找到MPA上的最小目標(biāo)隔離成為一個迭代過程。所采用的方法首先將每個增益/相位調(diào)整器設(shè)置為提供單位增益和O相移。然后，針對卩,、p3、|35、(37、(p,、cp3、(ps和cp7，求解內(nèi)側(cè)環(huán)路的零陷端口表達式。一旦應(yīng)用了這些增益/相位調(diào)整，就針對(32、卩6、CP2和(P6，求解中間環(huán)路的零陷端口表達式。然后重復(fù)該過程，直到出現(xiàn)收斂中間環(huán)路的系數(shù)改變不導(dǎo)致內(nèi)側(cè)環(huán)路的系數(shù)改變的點。當(dāng)?shù)竭_該位置時，就針對p8和Cps求解外側(cè)環(huán)路零陷端口表達式(如果當(dāng)前隔離小于最小目標(biāo)隔離)，使內(nèi)側(cè)和中間環(huán)路重新收斂。重復(fù)該過程，直到滿足MPA的最小目標(biāo)隔離，并且該過程被視為表示了系統(tǒng)實際上如何與具有最快時間常數(shù)的內(nèi)側(cè)環(huán)路和具有最慢時間常數(shù)的外側(cè)環(huán)路進行操作。圖18和圖19提供了仿真結(jié)果，以下使用內(nèi)側(cè)和中間反饋環(huán)路。圖18提供了在應(yīng)用任何反饋之前MPA的隔離矩陣，其中，矩陣的每一行表示輸出端口(頂行=1)，每一列表示輸入端口(左手列=1)。因此，輸入端口l與輸出端口之間的隔離由lH給出，并為20.8dB。反饋環(huán)路的最小隔離目標(biāo)為25dB—一隔離程度可以適用于SFB有效載荷。從圖19可以看到，在MPA的隔離性能方面有顯著改進。應(yīng)注意，僅使用了內(nèi)側(cè)和中間反饋環(huán)路。在表示為"X"的象限(圖7)中，由于內(nèi)側(cè)反饋環(huán)路，使得己經(jīng)將隔離改進了最多20dB。然而，由于如噪聲效應(yīng)和相位/幅度補償中的有限分辨率之類的因素，實際上最有可能不會實現(xiàn)超過30dB的隔離。在表示為"Y"的象限(圖7)內(nèi)，實現(xiàn)了更小但是明顯的隔離改進；典型地約6dB至8dB。在表示為"Z"的象限(例如Os》中，隔離惡化了。這種情況的發(fā)生有兩個原因。第一個原因是在該仿真中未包括最外側(cè)的反饋環(huán)路；第二個原因是，在沒有最外側(cè)反饋環(huán)路的情況下，由內(nèi)側(cè)和中間環(huán)路對增益/相位偏移器進行的調(diào)整將對這些點處的隔離有影響。實際影響將由關(guān)聯(lián)路徑中的傳輸系數(shù)的方差來確定，同樣可以是改進了而不是惡化了。完全可以預(yù)期，包括最外側(cè)反饋環(huán)路也將在象限"Z"中提供改進的隔離性能。權(quán)利要求1.一種用于維持通信衛(wèi)星的多端口放大器內(nèi)的隔離的方法，所述多端口放大器包括多個微波功率放大器單元、多個輸入端口和多個輸出端口，所述輸入端口由輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，所述輸出端口由輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，使得任何輸入端口處的輸入信號由所有放大器單元放大，然后，放大后的輸入信號被重新組合為輸出端口處的輸出信號，所述方法包括向所述放大器單元中的至少一個提供增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置，并且提供反饋控制環(huán)路，所述反饋控制環(huán)路從所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)中的預(yù)選節(jié)點延伸至所述增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置；將導(dǎo)頻信號注入所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)中，并且在所述預(yù)選節(jié)點處檢測所述導(dǎo)頻信號，使得所述反饋環(huán)路根據(jù)所檢測到的導(dǎo)頻信號的值來提供相位和增益調(diào)整信號。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，在所述預(yù)選節(jié)點處形成所述導(dǎo)頻信號的信號零陷。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，零陷的深度取決于增益并取決于相位失配。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，零陷的深度取決于包括相位和增益因子的對數(shù)函數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述增益因子是所述第一和第二相鄰放大器單元之間的增益比值。6.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的方法，其中，在以下過程中執(zhí)行相位和增益對準(zhǔn)，所述過程包括在保持增益調(diào)整恒定的同時，將相位增量的迭代引入所述相位調(diào)整裝置，以標(biāo)識小于所需值或為最小值的零陷值。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述過程還包括在保持相位調(diào)整恒定的同時，將增益增量的迭代引入所述增益調(diào)整裝置，以標(biāo)識小于所述所需值或為最小值的零陷值。8.根據(jù)之前任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述導(dǎo)頻信號是常數(shù)值的CW波、隨時間而在頻率上切換的CW和擴頻序列中的一項。9.根據(jù)權(quán)利要求2至7所述的方法，其中，所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)以矩陣形式配置并包括第一列輸入混合設(shè)備，所述輸入混合設(shè)備中的至少一個具有與第一和第二相鄰的所述放大器單元耦合的第一輸出端口和第二輸出端口，第一放大器單元和第二放大器單元中的至少一個具有增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置，并且所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)以矩陣形式配置并包括第一列輸出混合設(shè)備，每個輸出混合設(shè)備具有與所述第一和第二相鄰放大器單元耦合的第一輸入端口和第二輸入端口，并且，所述預(yù)選節(jié)點包括所述第一輸出混合設(shè)備的輸出端口，所述信號零陷出現(xiàn)在該輸出端口處。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)包括與輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)的所述第一列中的混合設(shè)備耦合的第二列輸入混合設(shè)備，并且所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)包括與輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)的所述第一列中的混合設(shè)備耦合的第二列輸出混合設(shè)備，并且，第二預(yù)選節(jié)點包括所述第二列中的輸出混合設(shè)備的輸出端口，另一信號零陷出現(xiàn)在該輸出端口處，以及所述方法還包括提供第二反饋控制環(huán)路，所述第二反饋控制環(huán)路從所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)中的所述第二預(yù)選節(jié)點延伸至所述放大器單元之一的增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置。11.根據(jù)權(quán)利要求io所述的方法，其中，所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)包括與輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)的所述第二列中的混合設(shè)備耦合的第三列輸入混合設(shè)備，并且所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)包括與輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)的所述第二列中的混合設(shè)備耦合的第三列輸出混合設(shè)備，并且，第三預(yù)選節(jié)點包括所述第三列中的輸出混合設(shè)備的輸出端口，另一信號零陷出現(xiàn)在該輸出端口處，以及所述方法還包括提供第三反饋控制環(huán)路，所述第三反饋控制環(huán)路從所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)中的所述第三節(jié)點延伸至所述放大器單元之一的增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置。12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11所述的方法，其中，在第一步驟中，通過第一個提及的反饋環(huán)路，在相位和增益方面將所述第一和第二相鄰放大器單元對準(zhǔn)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在所述第一步驟中，在相位和增益方面將具有關(guān)聯(lián)增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置的其他對相鄰放大器單元對準(zhǔn)，所述其他對相鄰放大器單元均具有關(guān)聯(lián)的第一反饋控制環(huán)路。14.根據(jù)從屬于權(quán)利要求10的權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，在第二步驟中，通過所述第二反饋控制環(huán)路，在相位和增益方面將包括多對相鄰放大器單元在內(nèi)的一組放大器單元對準(zhǔn)。15.根據(jù)從屬于權(quán)利要求11的權(quán)利要求14所述的方法，其中，在第三步驟中，通過所述第三反饋控制環(huán)路，在相位和增益方面將均包括多對相鄰放大器單元在內(nèi)的多組放大器單元對準(zhǔn)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第一步驟、第二步驟和第三步驟遞歸地重復(fù)執(zhí)行，直到對所有放大器單元實現(xiàn)所期望的相位和增益對準(zhǔn)。17.—種多端口放大器，包括多個微波功率放大器單元、多個輸入端口和多個輸出端口，所述輸入端口由輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，所述輸出端口由輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)連接至所述放大器單元，使得任何輸入端口處的輸入信號由所有放大器單元放大，然后，放大后的輸入信號重新組合為輸出端口處的輸出信號，其中，所述放大器單元中的至少一個包括增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置；以及反饋控制環(huán)路，所述反饋控制環(huán)路從所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)中的預(yù)選節(jié)點延伸出，以響應(yīng)于注入所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)中的導(dǎo)頻信號，向所述增益調(diào)整裝置和所述相位調(diào)整裝置提供調(diào)整信號。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的放大器，其中，所述反饋控制環(huán)路響應(yīng)于在所述預(yù)選節(jié)點處形成的、所述導(dǎo)頻信號的信號零陷，并且零陷的深度取決于所述放大器單元的增益并取決于所述放大器單元的相位失配。19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的放大器，其中，所述反饋控制環(huán)路包括耦合器，耦合至所述預(yù)選節(jié)點，用于在所述預(yù)選節(jié)點處感測所述導(dǎo)頻信號。20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中任一項所述的放大器，其中，所述反饋控制環(huán)路包括混合裝置，用于將所檢測到的導(dǎo)頻信號與本地振蕩器信號進行混合，并且包括用于檢測外差導(dǎo)頻信號的檢測器裝置。21.根據(jù)權(quán)利要求17至20中任一項所述的放大器，其中，所述反饋控制環(huán)路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，用于將所檢測到的導(dǎo)頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式；以及數(shù)字信號處理裝置，用于計算表示零陷深度的、包括相位和增益因子的函數(shù)以產(chǎn)生所述調(diào)整信號。22.根據(jù)權(quán)利要求17至21中任一項所述的放大器，其中，所述導(dǎo)頻信號是CW，所述反饋環(huán)路包括帶通濾波器裝置；或者所述導(dǎo)頻信號是擴頻信號，所述反饋環(huán)路包括相關(guān)器。23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的放大器，包括另一耦合器，連接至用于提供參考信號的相鄰節(jié)點，以進行校準(zhǔn)。24.根據(jù)權(quán)利要求17至23中任一項所述的放大器，其中，所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)以矩陣形式配置并包括第一列輸入混合設(shè)備，所述輸入混合設(shè)備中的至少一個具有與第一和第二相鄰的所述放大器單元耦合的第一輸出端口和第二輸出端口，第一放大器單元和第二放大器單元中的至少一個具有增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置，并且所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)以矩陣形式配置并包括第一列輸出混合設(shè)備，每個輸出混合設(shè)備具有與所述第一和第二相鄰放大器單元耦合的第一輸入端口和第二輸入端口，并且，所述預(yù)選節(jié)點包括輸出混合設(shè)備的輸出端口，所述信號零陷出現(xiàn)在該輸出端口處。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的放大器，其中，其他對相鄰放大器單元具有關(guān)聯(lián)的增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置，并且所述其他對相鄰放大器單元均具有關(guān)聯(lián)的第一反饋控制環(huán)路。26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的放大器，其中，所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)包括與輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)的所述第一列中的混合設(shè)備耦合的第二列輸入混合設(shè)備，并且所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)包括與輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)的所述第一列中的混合設(shè)備耦合的第二列輸出混合設(shè)備，并且，第二預(yù)選節(jié)點包括所述第二列中的輸出混合設(shè)備的輸出端口，另一信以及所述放大器包括第二反饋控制環(huán)路，所述第二反饋控制環(huán)路從所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)中的所述第二預(yù)選節(jié)點延伸至所述放大器單元之一的增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的放大器，其中，所述輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)包括與輸入信號分割網(wǎng)絡(luò)的所述第二列中的混合設(shè)備耦合的第三列輸入混合設(shè)備，并且所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)包括與輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)的所述第二列中的混合設(shè)備耦合的第三列輸出混合設(shè)備，并且，第三預(yù)選節(jié)點包括所述第三列中的輸出混合設(shè)備的輸出端口，信號零陷出現(xiàn)在該輸出端口處，以及所述放大器包括第三反饋控制環(huán)路，所述第三反饋控制環(huán)路從所述輸出信號分割網(wǎng)絡(luò)中的所述第三節(jié)點延伸至所述放大器單元之一的增益調(diào)整裝置和相位調(diào)整裝置。28.根據(jù)權(quán)利要求25至27中任一項所述的放大器，其中，通過換向裝置來共享反饋環(huán)路的元件。全文摘要在通信衛(wèi)星的多端口放大器MPA內(nèi)使用反饋環(huán)路，以在Ku和Ka頻帶處維持相位和幅度跟蹤，并從而維持隔離和組合性能，其中，對MPA應(yīng)用的關(guān)注持續(xù)增長，在Ku和Ka頻帶上，波長較短并且維持相位/幅度跟蹤變得非常具有挑戰(zhàn)性。反饋環(huán)路位于MPA輸出網(wǎng)絡(luò)ONET內(nèi)的策略點處，以檢測跟蹤誤差并提供補償。通過在“零陷點”處的功率測量來檢測誤差，其中零功率與精確跟蹤相對應(yīng)。反饋環(huán)路調(diào)整MPA相位/增益，使得這些點處的電平維持在0。該方案利用在MPA輸入之一處注入的、用于測量零陷的導(dǎo)頻信號來進行操作。文檔編號H03F1/32GK101682304SQ200880014593公開日2010年3月24日申請日期2008年5月2日優(yōu)先權(quán)日2007年5月4日發(fā)明者艾倫·大衛(wèi)·庫奇曼,達里爾·理查德·瓊斯申請人:阿斯特里姆有限公司