專利名稱：一種ofdm自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種中高速無線傳感網(wǎng)通信技術(shù)，特別是涉及ー種應(yīng)用于中高速傳感網(wǎng)中的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置。
背景技術(shù)：
隨著通信和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類獲取信息的發(fā)展趨勢正在由固定走向移動，由語音走向多媒體。目前，能夠在移動環(huán)境向大量觀眾提供多媒體內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要有三種:移動通信網(wǎng)絡(luò)(WiMAX),基于OFDM技術(shù)(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,即正交頻分復(fù)用技術(shù))，雙向傳輸，工作頻率為2.3GHz、2.5GHz、3.5GHz、5.8GHz ;無線局域網(wǎng)(WLAN)，基于DSSS技術(shù)，雙向傳輸，工作頻率為2.4GHz、5.8GHz ;地面數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)(DVB-T)，基于COFDM技術(shù)，單向傳輸，工作頻率為VHF (174MHz 230MHz)、UHF(470MHz 862MHz)。此外，DVB組織已經(jīng)正式發(fā)布了為通過地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)向便攜/手持終端提供多媒體業(yè)務(wù)所專門制定的DVB-H標(biāo)準(Digital Video BroadcastingHandheld),從而使這ー領(lǐng)域的競爭更為激烈。隨著城市的現(xiàn)代化建設(shè)和經(jīng)濟的快速發(fā)展，對城市公共安全系統(tǒng)的監(jiān)控質(zhì)量提出了更高的要求。在有大量高樓及高架公路阻隔的大城市市區(qū)，如何解決無線信號的信道傳輸是國內(nèi)外研發(fā)機構(gòu)正在努力的ー個方向，因而，無線傳感網(wǎng)OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大器也正孕育而生。當(dāng)今蜂窩和個人通信網(wǎng)絡(luò)的迅速増加，使已經(jīng)擁擠的頻譜負擔(dān)更重，特別是第三代無線移動通信系統(tǒng)的提出，頻帶加寬，動態(tài)范圍變大，功率輸出增加，對高功率放大器的頻帶寬度、線性度和效率都有更高的要求，為此，要針對未來的通信體制，研究高效率高線性度功率放大器才是可行的實施方案。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，高速無線TD信號中遠距離信號傳輸及蜂窩基站信號仍存在盲區(qū)覆蓋，為解決這ー技術(shù)問題，通常的做法是使用高功率，有損耗功率的合成器及大理的單通道放大器以提高系統(tǒng)功效，但是，一般通過功率回退提高線性度的高功放并不能滿足TD-SCDMA的性能要求。特別是放大器的基板溫度、通道的エ作頻率等發(fā)生變化，放大器的線性度將急劇惡化。導(dǎo)致放大器線性度惡化的原因是，外界條件的變化對電路產(chǎn)生了影響，兩個環(huán)路中信號的反相抵消不徹底。因而，如何設(shè)計ー種應(yīng)用于中高速傳感網(wǎng)中的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大器，使矢量調(diào)節(jié)器能跟隨外部條件的變化而自動進行調(diào)整，以保證信號的良好抵消，可以在較寬的頻帶內(nèi)有效的抑制非線性失真產(chǎn)物，更適合動態(tài)信道分配的需要已成為本領(lǐng)域從業(yè)者亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供ー種OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，用來配合解決高速無線TD信號中遠距離信號傳輸及蜂窩基站信號存在盲區(qū)覆蓋等問題。
本發(fā)明的另一目的在于提供ー種OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，用以解決在較寬的頻帶內(nèi)有效的抑制非線性失真產(chǎn)物，通過抑制無用信號進而提高有用信號線性度，更適合動態(tài)信道分配的需要以及因多載波信號高峰均比及高線性需求所帯來的技術(shù)難題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供ー種OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，包括其輸入端連接有射頻信號源，輸出端連接有負載的功率放大模塊，其特征在于，還包括:自適應(yīng)控制模塊，連接所述射頻信號源及功率放大模塊，接收到所述射頻信號源輸出的射頻信號后，依據(jù)外部激勵信號的變化對所述射頻信號進行矢量調(diào)節(jié)后傳輸給所述功率放大模塊，以保證所述功率放大模塊進行穩(wěn)定的線性放大；數(shù)字ATT模塊，連接所述功率放大模塊，用以接收到所述功率放大模塊的放大信號后，依據(jù)預(yù)先設(shè)定的可調(diào)范圍值對所述放大信號進行功率輸出控制；駐波保護模塊，連接所述數(shù)字ATT模塊及負載，用于將數(shù)字ATT模塊輸出的功率信號傳輸給所述負載，并在檢測到反向功率值時，對所述反向功率值衰減處理后進行檢波，并將該檢波后的直流電壓與預(yù)設(shè)的門限電壓進行比較，以輸出驅(qū)動信號控制所述功率放大模塊的柵極電壓以對其進行保護；以及線性功放控制模塊，連接所述自適應(yīng)控制模塊、數(shù)字ATT模塊以及駐波保護模塊，用以采集所述射頻信號源輸出的射頻信號與所述駐波保護模塊檢測到的反向功率值，以及檢測功放狀態(tài)，同時依據(jù)檢測到的功放狀態(tài)輸出控制信號給所述自適應(yīng)控制模塊及數(shù)字ATT模塊，同時將檢測到的功放狀態(tài)通過預(yù)定的通信協(xié)議傳輸給外部控制裝置，以使其監(jiān)控該OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置的工作狀態(tài)。在本發(fā)明的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置中，所述自適應(yīng)控制模塊的矢量調(diào)節(jié)系由ー個90度的移相器和一個衰減量大于20dB的連續(xù)可變衰減器完成，以使所述射頻信號產(chǎn)生20dB的衰減量和正45度的相移，以保證所述功率放大模塊進行穩(wěn)定的線性放大。在本發(fā)明的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置中，所述數(shù)字ATT模塊為衰減在0 30dB范圍內(nèi)并以IdB步進變化且可控制所述功率放大模塊輸出可調(diào)范圍值功率的數(shù)控衰減器。所述可調(diào)范圍值為I 10W。 在本發(fā)明的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置中，所述駐波保護模塊包括:隔離単元，連接所述負載，用于檢測反向功率值；衰減網(wǎng)絡(luò)單元，連接所述隔離単元，用于將所述反向功率值進行功率衰減處理；功率檢測單元，連接所述衰減網(wǎng)絡(luò)單元，用于對衰減后的反向功率值進行檢波；比較單元，連接所述功率檢測單元，用于該檢波后的直流電壓與預(yù)設(shè)的門限電壓進行比較，當(dāng)判斷出該直流電壓大于該門限電壓時輸出處理信號；以及邏輯非門單元連接所述比較単元及所述功率放大模塊，用于接收到處理信號，輸出驅(qū)動信號切斷所述功率放大模塊的柵極電壓以對其進行保護。在本發(fā)明的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置中，所述線性功放控制模塊包括:數(shù)據(jù)采集単元，用以采集所述射頻信號源輸出的射頻信號與所述駐波保護模塊檢測到的反向功率值；狀態(tài)檢測単元，用以檢測功率放大裝置的功率、電流、電壓及溫度參數(shù)；環(huán)路控制単元，用于依據(jù)檢測到的功放狀態(tài)，通過環(huán)路控制輸出控制信號給所述自適應(yīng)控制模塊及數(shù)字ATT模塊；通信単元，用以將檢測到的功放狀態(tài)通過預(yù)定的通信協(xié)議傳輸給外部控制裝置，以使其監(jiān)控該OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置的工作狀態(tài)。所述功率放大模塊包括最大輸出功率為25W的功率放大器。如上所述，本發(fā)明的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，對射頻功率放大器要求有高的效率和最小的鄰道干擾，而良好的線性傳輸性能充分利用頻譜資源，本發(fā)明提出的前饋放大技術(shù)可以在較寬的頻帶內(nèi)有效的抑制非線性失真產(chǎn)物，更適合動態(tài)信道分配的需要。由于蜂窩系統(tǒng)的帶寬一般要求大于30MHz，使用前饋技術(shù)的寬帶線性功率放大器，就可以避免使用高功率，有損耗功率的合成器，及大理的單通道放大器，提高了系統(tǒng)功效，進而解決了高速無線TD信號中遠距離信號傳輸及蜂窩基站信號存在盲區(qū)覆蓋等問題。


圖1顯示為本發(fā)明的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置原理框圖。圖2顯示為本發(fā)明中線性功放控制的原理圖。圖3顯示為本發(fā)明中駐波保護的原理框圖。圖4顯示為本發(fā)明中線性功放控制模塊的框圖。元件標(biāo)號說明I 射頻信號源2 OFDM自適應(yīng)前饋線性功率 放大裝置21 自適應(yīng)控制模塊22 功率放大模塊23 數(shù)字ATT模塊24 駐波保護模塊241 隔離單元242 衰減網(wǎng)絡(luò)單元243 功率檢測單元244 比較單元245 邏輯非門單元25 線性功放控制模塊251 數(shù)據(jù)采集單元252 狀態(tài)檢測單元253 環(huán)路控制單元254 通信單元3負載4主板
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱圖1至圖4。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為ー種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。如圖1所示，本發(fā)明提供ー種OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，連接于射頻信號源I和負載3之間，且還連接ー用于監(jiān)控其工作狀態(tài)的主板4。所述OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置2至少包括:自適應(yīng)控制模塊21，功率放大模塊22，數(shù)字ATT模塊23，駐波保護模塊24，以及線性功放控制模塊25。所述自適應(yīng)控制模塊21連接所述射頻信號源I及功率放大模塊22，接收到所述射頻信號源I輸出的射頻信號后，依據(jù)外部激勵信號的變化對所述射頻信號進行矢量調(diào)節(jié)后傳輸給所述功率放大模塊22，以保證所述功率放大模塊22進行穩(wěn)定的線性放大,在本實施例中，所述自適應(yīng)控制模塊21的矢量調(diào)節(jié)系由ー個90度的移相器和一個衰減量大于20dB的連續(xù)可變衰減器完成，以使所述射頻信號產(chǎn)生20dB的衰減量和正45度的相移，以保證所述功率放大模塊22進行穩(wěn)定的線性放大。所述的外部激勵信號的變化源于所述功率放大模塊22的基板溫度、通道的工作頻率等因素。由于在本發(fā)明的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置2中采用了該自適應(yīng)控制模塊21，以使所述功率放大模塊22在調(diào)整好的狀態(tài)下有很好的線性度，如果外部工作條件發(fā)生變化，特別是所述功率放大模塊22的基板溫度、通道的工作頻率等發(fā)生變化，所述功率放大模塊22的線性度將急劇惡化。導(dǎo)致所述功率放大模塊22線性度惡化的原因是，外界條件的變化對電路產(chǎn)生了影響，電路中的環(huán)路信號的反相抵消不徹底。所述自適應(yīng)控制模塊21使矢量調(diào)節(jié)器能跟隨外部條件的變化而自動進行調(diào)整，以保證信號的良好抵消。所述功率放大模塊22輸入端連接該射頻信號源I，輸出端連接該負載3，用以將射頻信號放大后輸出，在本實施例中，所述功率放大模塊22包括最大輸出功率為25W的功率放大器，具體地，所述功率放大模塊22采用的是Freescale公司的LDMOS芯片MRF5S4125N，其最大輸出25W，使用前饋技術(shù)能使其在輸出IOW時ACPR能達到-47dBc，能較好的將OFDM調(diào)制子載波信號不失真的放大傳輸。為了進ー步闡述本發(fā)明的原理及功效，請參閱圖2，本發(fā)明中的功率放大模塊22使用現(xiàn)有的微波集成電路技術(shù)，基準環(huán)的輸入取樣使用功率分路器(如圖示中的分路器)或定向耦合器(如圖示中的正向耦合器和反向耦合器)來實現(xiàn)。每個環(huán)路(如圖示中環(huán)路控制I及環(huán)路控制2)中信號的幅度和相位的控制通過ー個90度的矢量調(diào)節(jié)器完成，其中，所述每ー個矢量調(diào)節(jié)器由ー個90度的移相器和一個衰減量大于20dB的連續(xù)可變衰減器組成，因此矢量調(diào)節(jié)器能使信號產(chǎn)生20dB的衰減量和正45度的相移，可以保證信號的準確反相抵消，進而提高了主放大器(即本發(fā)明中的功率放大模塊22)的線性度，在雙音條件下測試，整個系統(tǒng)使功率放大模塊22的C/I可以從22dBc提高到56dBc，即C/I提高34dB。如圖2所示，射頻信號Fl經(jīng)過分錄器后分成兩路信號，上面的支路為主支路，經(jīng)過主放大器后會產(chǎn)生失真信號F2 ;下面的支路是參考信號，與主放大器的輸出失真信號相減得到信號失真分量F3。失真分量在經(jīng)過誤差放大器放大后反相疊加到主輸出回路，從而抵消主放大器的失真，得到所需要的信號F4。在本實施例中，誤差功率放大器采用的是Freescale公司的LDMOS芯片MRF1513NT1，其最大輸出8W，誤差放大器為小信號放大器，具有很好的線性和噪聲性能，非線性失真信號經(jīng)耦合器耦合一部分與另一路通過延時線后的信號在90度基準合路器進行合成，可通過調(diào)節(jié)可調(diào)衰減器和移相器使兩路信號幅度相等，相位相差90度,則合成器的輸出將是ー個誤差信號。所述數(shù)字ATT模塊23連接所述功率放大模塊22，用以接收到所述功率放大模塊22的放大信號后，依據(jù)預(yù)先設(shè)定的可調(diào)范圍值對所述放大信號進行功率輸出控制。在本實施例中，所述數(shù)字ATT模塊23為衰減在0 30dB范圍內(nèi)并以IdB步進變化且可控制所述功率放大模塊22輸出可調(diào)范圍值功率的數(shù)控衰減器。所述可調(diào)范圍值為I 10W。具體地，所述ATT模塊采用的是Hittite公司的數(shù)控衰減器HMC273，該芯片能通過五路I/O ロ控制，使其衰減在0 30dB范圍內(nèi)變化(IdB步進)，通過該芯片能夠控制功放輸出I IOW可調(diào)。所述駐波保護模塊24連接所述數(shù)字ATT模塊23及負載3，用于將數(shù)字ATT模塊23輸出的功率信號傳輸給所述負載3，并在檢測到反向功率值時，對所述反向功率值衰減處理后進行檢波，并將該檢波后的直流電壓與預(yù)設(shè)的門限電壓進行比較，以輸出驅(qū)動信號控制所述功率放大模塊22的柵極電壓以對其進行保護。請參閱圖3，在本實施例中，所述駐波保護模塊24包括:隔離單元241，衰減網(wǎng)絡(luò)單元242，功率檢測單元243，比較單元244，邏輯非門單元245。其中，所述隔離単元241連接所述負載3，用于檢測反向功率值；在本實施例中，所述隔離単元241例如為帶大功率衰減器的隔離器。所述衰減網(wǎng)絡(luò)單元242連接所述隔離單元241，用于將所述反向功率值進行功率衰減處理；在本實施例中，所述衰減網(wǎng)絡(luò)單元242為由電阻元器件組成的TI型衰減網(wǎng)絡(luò)。所述功率檢測單元243連接所述衰減網(wǎng)絡(luò)單元242，用于對衰減后的反向功率值進行檢波；在本實施例中，所述功率檢測單元243為檢波器或功率檢測器，用于將這個反向功率值轉(zhuǎn)換成直流電壓。所述比較単元244連接所述功率檢測單元243，用于該檢波后的直流電壓與預(yù)設(shè)的門限電壓進行比較，當(dāng)判斷出該直流電壓大于該門限電壓時輸出處理信號；在本實施例中，所述比較単元244為比較器。所述邏輯非門単元245連接所述比較単元244及所述功率放大模塊22，用于接收到處理信號，輸出驅(qū)動信號切斷所述功率放大模塊22 (圖示中功率放大器)的柵極電壓以對其進行保護。在本實施例中，所述邏輯非門單元245為邏輯非門。所述駐波保護模塊24的工作原理是由隔離器檢測出反向功率值，經(jīng)衰減器后進入功率檢測器進行檢波，然后將檢波后的直流信號送入比較器與門限電壓進行比較，最后送出處理信號經(jīng)由邏輯非門后控制為LDMOS管的所述功率放大模塊22的柵極電壓，以達到對所述功率放大模塊22的輸出保護。在具體的實施過程中，首先會設(shè)定功放的駐波保護的門限值，根據(jù)這個值可以由公式推算出反射功率的大小，該反射功率先經(jīng)電阻元器件組成的TI型衰減網(wǎng)絡(luò)調(diào)整輸入大小，然后再由檢波器將這個功率值轉(zhuǎn)換成電壓，這個電壓可以設(shè)定為比較器的門限電壓。然后由比較器的輸出端經(jīng)由邏輯非門控制后接入到LDMOS管的柵極，以達到對功率放大模塊22進行控制的目的。所述線性功放控制模塊25連接所述自適應(yīng)控制模塊21、數(shù)字ATT模塊23以及駐波保護模塊24，用以采集所述射頻信號源I輸出的射頻信號與所述駐波保護模塊24檢測到的反向功率值，以及檢測功放狀態(tài)，同時依據(jù)檢測到的功放狀態(tài)輸出控制信號給所述自適應(yīng)控制模塊21及數(shù)字ATT模塊23，同時將檢測到的功放狀態(tài)通過預(yù)定的通信協(xié)議傳輸給外部控制裝置，以使其監(jiān)控該OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置2的工作狀態(tài)。
請參閱圖4，在本實施例中，所述線性功放控制模塊25包括:數(shù)據(jù)采集単元251，狀態(tài)檢測單元252，環(huán)路控制單元253以及通信單元254。其中，所述數(shù)據(jù)采集單元251用以采集所述射頻信號源I輸出的射頻信號與所述駐波保護模塊24檢測到的反向功率值；所述狀態(tài)檢測単元252用以檢測功率放大裝置的功率、電流、電壓及溫度參數(shù)；所述環(huán)路控制單元253用于依據(jù)檢測到的功放狀態(tài)，通過環(huán)路控制輸出控制信號給所述自適應(yīng)控制模塊21及數(shù)字ATT模塊23 ;所述通信単元254用以將檢測到的功放狀態(tài)通過預(yù)定的通信協(xié)議傳輸給例如為主板4的外部控制裝置，以使所述主板4監(jiān)控該OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置2的工作狀態(tài)。在具體的實施過程中，所述線性功放控制模塊25功放控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、環(huán)路控制、功放工作狀態(tài)監(jiān)控和通信等幾個部分組成。數(shù)據(jù)采集単元251由耦合器、功率檢測器、衰減網(wǎng)絡(luò)等組成，控制單元根據(jù)采樣取值進行比較判斷，然后輸出控制信號進行控制。經(jīng)由耦合器取樣輸出信號進入電阻元器件組成的n型衰減網(wǎng)絡(luò)進行取樣功率大小調(diào)整。功率檢測器將調(diào)整后的信號輸出功率轉(zhuǎn)換成電壓信號。取樣后的信號分成兩路，一路進入功放控制單元A/D模塊(圖示中ADC/DAC)進行量化分析得出輸出功率大小，另ー路反饋到輸出過駐波保護模塊24 ;環(huán)路控制是功放控制系統(tǒng)中最核心的部分，為了實現(xiàn)抵消主放大器產(chǎn)生的交調(diào)信號的目的，控制系統(tǒng)需要分別調(diào)整環(huán)路控制I和環(huán)路控制2(參見圖2)的狀態(tài)，環(huán)路控制I主要負責(zé)失真信號的檢測，環(huán)路控制2負責(zé)失真信號的消除。在前饋線性功放的設(shè)計中，控制系統(tǒng)的調(diào)整方法非常重要，其決定著系統(tǒng)是否穩(wěn)定、能否改善足夠的RF性能等?？刂葡到y(tǒng)的核心是ー顆TI公司推出的適于實現(xiàn)控制功能的DSP:TMS320LF2407A(圖示中DSP)，其內(nèi)部帶有10路的高速IObit精度ADC(圖示中ADC/DAC)，最高處理速度可以達到40MIPS(每秒百萬指令數(shù))。它的內(nèi)部集成了 FLASH(內(nèi)存)和高速RAM(隨機存儲器)，并且內(nèi)含PLL(鎖相環(huán))，這使其可以使用比較低速度的外部時鐘，并在內(nèi)部倍頻到需要的頻率以提高系統(tǒng)的EMC(電磁兼容性)性能。所述線性功放控制模塊25功放控制方法如下:I)初始化參數(shù)，包括信號輸入功率上下限、輸出功率設(shè)定值、輸出駐波保護設(shè)定值、過溫度保護設(shè)定值、過電流保護設(shè)定值；2)如檢測信號輸入功率在設(shè)定的上下限范圍內(nèi)則打開功放管(功率放大模塊22)的柵極電壓，使功放管正常工作，數(shù)控衰減器以IdB為步進從30dB開始遞減，每遞減IdB都需要檢測輸出功率，判斷其是否達到輸出功率設(shè)定值；反之則切斷功放管柵極電壓，數(shù)控衰減器設(shè)置為30dB ；3)檢測功放電流不正常時，切斷功放管柵極電壓，數(shù)控衰減器設(shè)置為30dB ；4)檢測到輸出駐波比超出設(shè)定值時，切斷功放管柵極電壓，數(shù)控衰減器設(shè)置為30dB ；5)檢測溫度值，如果溫度超過設(shè)定值則功放輸出功率降低3dB，等待10分鐘，如果溫度還是超過設(shè)定值，輸出功率再降低3dB，再等待10分鐘，如果溫度還高于設(shè)定門限值，則切斷功放管柵極電壓。綜上所述，本發(fā)明的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，對射頻功率放大器要求有高的效率和最小的鄰道干擾，而良好的線性傳輸性能充分利用頻譜資源，本發(fā)明提出的前饋放大技術(shù)可以在較寬的頻帶內(nèi)有效的抑制非線性失真產(chǎn)物，更適合動態(tài)信道分配的需要。由于蜂窩系統(tǒng)的帶寬一般要求大于30MHz，使用前饋技術(shù)的寬帶線性功率放大器，就可以避免使用高功率，有損耗功率的合成器，及大理的單通道放大器，提高了系統(tǒng)功效，進而解決了高速無線TD信號中遠距離信號傳輸及蜂窩基站信號存在盲區(qū)覆蓋等問題。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所掲示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.ー種OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，包括其輸入端連接有射頻信號源，輸出端連接有負載的功率放大模塊，其特征在于，還包括: 自適應(yīng)控制模塊，連接所述射頻信號源及功率放大模塊，接收到所述射頻信號源輸出的射頻信號后，依據(jù)外部激勵信號的變化對所述射頻信號進行矢量調(diào)節(jié)后傳輸給所述功率放大模塊，以保證所述功率放大模塊進行穩(wěn)定的線性放大； 數(shù)字ATT模塊，連接所述功率放大模塊，用以接收到所述功率放大模塊的放大信號后，依據(jù)預(yù)先設(shè)定的可調(diào)范圍值對所述放大信號進行功率輸出控制； 駐波保護模塊，連接所述數(shù)字ATT模塊及負載，用于將數(shù)字ATT模塊輸出的功率信號傳輸給所述負載，并在檢測到反向功率值時，對所述反向功率值衰減處理后進行檢波，并將該檢波后的直流電壓與預(yù)設(shè)的門限電壓進行比較，以輸出驅(qū)動信號控制所述功率放大模塊的柵極電壓以對其進行保護；以及 線性功放控制模塊，連接所述自適應(yīng)控制模塊、數(shù)字ATT模塊以及駐波保護模塊，用以采集所述射頻信號源輸出的射頻信號與所述駐波保護模塊檢測到的反向功率值，以及檢測功放狀態(tài)，同時依據(jù)檢測到的功放狀態(tài)輸出控制信號給所述自適應(yīng)控制模塊及數(shù)字ATT模塊，同時將檢測到的功放狀態(tài)通過預(yù)定的通信協(xié)議傳輸給外部控制裝置，以使其監(jiān)控該OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，其特征在于:所述自適應(yīng)控制模塊的矢量調(diào)節(jié)系由ー個90度的移相器和一個衰減量大于20dB的連續(xù)可變衰減器完成，以使所述射頻信號產(chǎn)生20dB的衰減量和正45度的相移，以保證所述功率放大模塊進行穩(wěn)定的線性放大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，其特征在于:所述數(shù)字ATT模塊為衰減在0 30dB范圍內(nèi)并以IdB步進變化且可控制所述功率放大模塊輸出可調(diào)范圍值功率的數(shù)控衰減器 。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，其特征在于:所述可調(diào)范圍值為I 10W。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，其特征在于:所述駐波保護模塊包括: 隔離單元，連接所述負載，用于檢測反向功率值； 衰減網(wǎng)絡(luò)單元，連接所述隔離単元，用于將所述反向功率值進行功率衰減處理； 功率檢測單元，連接所述衰減網(wǎng)絡(luò)單元，用于對衰減后的反向功率值進行檢波； 比較單元，連接所述功率檢測單元，用于該檢波后的直流電壓與預(yù)設(shè)的門限電壓進行比較，當(dāng)判斷出該直流電壓大于該門限電壓時輸出處理信號；以及 邏輯非門單元連接所述比較単元及所述功率放大模塊，用于接收到處理信號，輸出驅(qū)動信號切斷所述功率放大模塊的柵極電壓以對其進行保護。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，其特征在于:所述線性功放控制模塊，包括: 數(shù)據(jù)采集単元，用以采集所述射頻信號源輸出的射頻信號與所述駐波保護模塊檢測到的反向功率值； 狀態(tài)檢測単元，用以檢測功率放大裝置的功率、電流、電壓及溫度參數(shù)；環(huán)路控制単元，用于依據(jù)檢測到的功放狀態(tài)，通過環(huán)路控制輸出控制信號給所述自適應(yīng)控制模塊及數(shù)字ATT模塊； 通信単元，用以將檢測到的功放狀態(tài)通過預(yù)定的通信協(xié)議傳輸給外部控制裝置，以使其監(jiān)控該OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置的工作狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，其特征在于:所述功率放大模塊包括最大輸出功率為 25W的功率放大器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種OFDM自適應(yīng)前饋線性功率放大裝置，包括功率放大模塊，依據(jù)外部激勵信號的變化對射頻信號進行矢量調(diào)節(jié)以保證功放進行穩(wěn)定的線性放大的自適應(yīng)控制模塊，依據(jù)預(yù)先設(shè)定的可調(diào)范圍值對放大信號進行功率輸出控制的數(shù)字ATT模塊，以及對檢測到反向功率值衰減處理后予以檢波，并將該檢波后的直流電壓與預(yù)設(shè)的門限電壓以對功率放大模塊進行保護的駐波保護模塊，以及線性功放控制模塊。本發(fā)明對射頻功率放大器要求有高的效率和最小的鄰道干擾，而良好的線性傳輸性能充分利用頻譜資源，可以在較寬的頻帶內(nèi)有效的抑制非線性失真產(chǎn)物，更適合動態(tài)信道分配的需要，進而解決了高速無線TD信號中遠距離信號傳輸及蜂窩基站信號存在盲區(qū)覆蓋等問題。
文檔編號H03F1/32GK103138685SQ201110386128
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者李偉, 高丹, 仵元元, 田文強, 王營冠 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所