專利名稱：一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非線性特性提取裝置，尤其是涉及ー種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置。
背景技術(shù)：
目前，無線通信中2G、3G和4G等多種網(wǎng)絡(luò)共存的現(xiàn)狀將長期存在。不同的網(wǎng)絡(luò)使用不同的頻段，從而需要不同的窄帶射頻收發(fā)模塊，使得一個基站中存在多套射頻模塊，最終造成基站體積過大，選址困難，能耗過高，運(yùn)營成本大大增加等諸多問題。為了解決這些問題，支持多種標(biāo)準(zhǔn)和多種頻段的多波段射頻模塊備受關(guān)注，目前支持至少兩個頻段的多波段多模式射頻功率放大器已經(jīng)被成功設(shè)計(jì)。射頻功率放大器的非線性是無線通信系統(tǒng)非線性的主要來源，當(dāng)多波段多模式射頻功率放大器應(yīng)用于多種網(wǎng)絡(luò)共存的無線通信系統(tǒng)時，多個頻段信號同時加載到射頻功率放大器上，射頻功率放大器的非線性將會更復(fù)雜，因此對多波段多模式射頻功率放大器的線性化將提出更為苛刻的要求。數(shù)字預(yù)失真技術(shù)既能保證射頻功率放大器工作于高效率狀態(tài)，又能有效地提高其線性度，目前在無線通信系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。在數(shù)字預(yù)失真技術(shù)中，準(zhǔn)確描述射頻功率放大器非線性特性至關(guān)重要，目前主要采用傳統(tǒng)的非線性特性提取裝置提取射頻功率放大器非線性特性。在使用傳統(tǒng)的非線性特性提取裝置提取射頻功率放大器非線性特性吋，將相鄰兩個波段內(nèi)的有用信號看作ー個信號在同一波段內(nèi)的不同載波。如圖I所示，在多波段輸入信號中，第η個波段的中心頻率為/；，第η+1個波段的中心頻率為fn+1, Δ fn表示需要在第η個波段中捕獲的信號的頻譜寬度，Δ fn+1表示需要在第n+1個波段中捕獲的信號的頻譜寬度。在使用傳統(tǒng)的非線性特性提取裝置提取射頻功率放大器非線性特性時，將第η個波段和第n+1個波段視為ー個信號在同一波段(即第k個波段)內(nèi)的不同載波，第k個波段的中心頻率為fk, Δ fk表示需要在第k個波段內(nèi)捕獲的信號的頻譜寬度，此時，傳統(tǒng)的非線性特性提取裝置中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的采樣率至少需要是第k個波段中捕獲信號的頻譜寬度的兩倍，而從圖I中可以看出ΛΑ >Δ/λ +Λ/；"，那么模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)需要具有很大的動態(tài)范圍和很高的采樣速率，這樣的模數(shù)轉(zhuǎn)換器不僅價格昂貴，而且當(dāng)各波段間隔較大時(比如頻率間隔達(dá)到GHz以上)，目前的エ藝技術(shù)水平根本無法提供滿足精度要求的超高采樣速率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此迫切需要尋找新的途徑或裝置來提取多波段多模式射頻功放的非線性特性
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種可以降低對模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣速率要求，減少成本的多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置，包括第一耦合器、第二耦合器、衰減器和至少兩個AD采樣模塊，所述的第一耦合器的輸入端用于連接多波段多模式射頻功率放大器的信號輸出端，所述的第一耦合器的耦合端與所述的衰減器的輸入端連接，所述的第二耦合器的輸入端用于接入原始射頻信號，所述的第二耦合器的輸出端用于連接多波段多模式射頻功率放大器的信號輸入端，每個所述的AD采樣模塊包括原始射頻信號采樣單元、失真射頻信號采樣單元和本振単元，每個所述的AD采樣模塊中的原始射頻信號采樣單元的信號輸入端與所述的第二耦合器的耦合端連接，每個所述的AD采樣模塊中的失真射頻信號采樣單元的信號輸入端與所述的衰減器的輸出端連接， 每個所述的AD采樣模塊中的本振単元給該AD采樣模塊中的原始射頻信號采樣單元和失真射頻信號采樣單元提供本振信號。所述的原始射頻信號采樣單元包括一個混頻器和ー個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的原始射頻信號采樣單元中的混頻器的輸入端與所述的第二耦合器的耦合端連接，所述的原始射頻信號采樣單元中的混頻器的輸出端與所述的原始射頻信號采樣單元中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述的原始射頻信號采樣單元中的混頻器的輸入端為所述的原始射頻信號采樣単元的信號輸入端；所述的失真射頻信號采樣單元包括一個混頻器和ー個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的失真射頻信號采樣單元中的混頻器的輸入端與所述的衰減器的輸出端連接，所述的失真射頻信號采樣單元中的混頻器的輸出端與所述的失真射頻信號采樣單元中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述的原始射頻信號采樣單元中的混頻器和所述的失真射頻信號采樣單元中的混頻器由所述的本振単元提供本振信號。所述的衰減器為可變衰減器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過設(shè)置至少兩個AD采樣模塊，每個AD采樣模塊用于采集不同波段內(nèi)的信號，每個AD采樣模塊包括原始射頻信號采樣單元、失真射頻信號采樣單元和本振単元，每個AD采樣模塊中的原始射頻信號采樣單元中的混頻器和失真射頻信號采樣單元中的混頻器由本振単元提供本振信號，原始射頻信號采樣單元用于采集多波段多模式射頻功率放大器的信號輸入端的原始射頻信號，失真射頻信號采樣單元用于采集多波段多模式射頻功率放大器的信號輸出端的失真射頻信號，避免了將相鄰兩個波段內(nèi)的有用信號看作ー個信號在同一波段內(nèi)的不同載波，實(shí)現(xiàn)了對每個波段內(nèi)的有用信號的單獨(dú)采集，降低了 AD采樣模塊的采樣率，從而降低了對AD采樣模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)采樣速率的要求，降低了生產(chǎn)成本；
當(dāng)衰減器為可變衰減器時，可以針對多波段多模式射頻功率放大器的不同功率輸出進(jìn)行及時調(diào)整，避免頻繁更換衰減器，同時可以避免AD采樣模塊輸入功率過大造成器件損壞和溢出，以及輸入功率過小造成的器件驅(qū)動不足、采樣精度降低的問題。


圖I為多波段多模式射頻信號波段分布示意 圖2為本發(fā)明原理框 圖3為AD采樣模塊原理框 圖4為實(shí)施例一的原理框 圖5為實(shí)施例ニ的原理框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。
如圖2和圖3所示，一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置，包括第一耦合器I、第二耦合器4、衰減器2和至少兩個AD采樣模塊，第一耦合器I的輸入端用于連接射頻功放3 (即多波段多模式射頻功率放大器)信號輸出端，第一耦合器I的耦合端與衰減器2的輸入端連接，第二耦合器4的輸入端用于接入原始射頻信號RF1，第二耦合器4的輸出端用于連接射頻功放3的信號輸入端，每個AD采樣模塊用于采集不同波段內(nèi)的信號，每個AD采樣模塊包括原始射頻信號采樣單元、失真射頻信號采樣單元和本振単元，每個AD采樣模塊中的原始射頻信號采樣單元的信號輸入端連接第二耦合器4的耦合端，每個AD采樣模塊中的失真射頻信號采樣單元的信號輸入端與衰減器2的輸出端連接，每個AD采樣模塊中的原始射頻信號采樣單元和失真射頻信號采樣單元之間設(shè)置有一個本振単元；原始射頻信號采樣單元包括一個混頻器和ー個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，原始射頻信號采樣單元中的混頻器的輸入端與第二耦合器4的耦合端連接，原始射頻信號采樣單元中的混頻器的輸出端與原始射頻信號采樣單元中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，原始射頻信號采樣單元中的混頻器的輸入端為原始射頻信號采樣單元的信號輸入端，失真射頻信號采樣單元包括一個混頻器和ー個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，失真射頻信號采樣單元中的混頻器的輸入端與衰減器的輸出端連接，失真射頻信號采樣單元中的混頻器的輸出端與失真射頻信號采樣單元中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，原始射頻信號采樣單元中的混頻器和失真射頻信號采樣單元中的混頻器由本振単元提供本振信號。實(shí)施例一如圖4所示，一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置，包括第一耦合器I、第二耦合器4、衰減器2和至少兩個AD采樣模塊，此時輸入射頻功放3的原始射頻信號RFl為并發(fā)雙波段信號，兩個波段的中心頻率分別為Π和f2，AD采樣模塊的數(shù)量也為兩個，分別為第一 AD采樣模塊和第二 AD采樣模塊，第一 AD采樣模塊用于采集中心頻率為fl的波段的信號，第二 AD采樣模塊用于采集中心頻率為f2的波段的信號，第一耦合器I的輸入端連接射頻功放3的信號輸出端，第一耦合器I的耦合端與衰減器2的輸入端連接，第二耦合器4的輸入端接入原始射頻信號RF1，第二耦合器4的輸出端連接射頻功放3的信號輸入端，第一 AD采樣模塊包括第一原始射頻信號采樣單元和第一失真射頻信號采樣單元，第一原始射頻信號采樣單元包括第一混頻器5和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器6，第一混頻器5的輸入端與第二稱合器4的稱合端連接,第一混頻器5的輸出端與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的輸入端連接，第一失真射頻信號采樣單元包括第二混頻器7和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器8，第二混頻器7的輸入端與衰減器2的輸出端連接，第二混頻器7的輸出端與第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器8的輸入端連接，第一混頻器5與第二混頻器7通過第一本振単元9連接，第一本振單元9提供本振信號給第一混頻器5和第二混頻器7 ;第二 AD采樣模塊包括第二原始射頻信號采樣單元和第二失真射頻信號采樣單元，第二原始射頻信號采樣單元包括第三混頻器10和第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器11，第三混頻器10的輸入端與第二耦合器4的耦合端連接，第三混頻器10的輸出端與第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器11的輸入端連接，第二失真射頻信號采樣單元包括第四混頻器12和第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器13，第四混頻器12的輸入端與衰減器2的輸出端連接，第四混頻器12的輸出端與第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器13的輸入端連接，第三混頻器10與第四混頻器12通過第二本振単元14連接，第二本振單元14提供本振信號給第三混頻器10與第四混頻器12。 在采用本實(shí)施例中的一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置對射頻功放3的非線性特性進(jìn)行提取時，第一耦合器I的輸入端連接射頻功放3的信號輸出端，第二耦合器4的輸入端接入原始射頻信號RF1，第二耦合器4的輸出端連接射頻功放3的信號輸入端，原始射頻信號RFl為并發(fā)雙波段信號，通過第二耦合器4輸入到射頻功放3中，其工作原理為射頻功放3信號輸入端輸入的原始射頻信號RFl包括兩個波段(中心頻率分別為Π和f2)的原始信號，其中中心頻率為fl的第一個波段的原始信號經(jīng)過第二耦合器4耦合輸出第一射頻耦合信號，中心頻率為f2的第二個波段的原始信號經(jīng)過第二耦合器4耦合輸出第二射頻耦合信號，第一本振単元9提供給第一混頻器5的本振頻率為fl-IF1，第一射頻耦合信號輸入第一混頻器5中進(jìn)行下變頻后輸出頻率為IFl的第一中頻信號，第二本振単元14提供給第三混頻器10的本振頻率為f2- IF2，第二射頻耦合信號輸入第三混頻器10中進(jìn)行下變頻后輸出頻率為IF2的第二中頻信號，第一中頻信號輸入第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器6中，第二中頻信號輸入第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器11中，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換輸出中心頻率為fl的第一個波段的原始信號的數(shù)據(jù)，第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換輸出中心頻率為f2的第二個波段的原始信號的數(shù)據(jù)；射頻功放3輸出端輸出的失真射頻信號RF2包括中心頻率為f I和f2的兩個波段的原始信號的線性放大分量和交調(diào)失真分量，失真射頻信號RF2先通過第一耦合器I耦合再通過衰減器2衰減后分別輸出中心頻率為fl的第一個波段處的第一射頻失真耦合信號和中心頻率為f2的第二個波段處的第二射頻失真耦合信號，其中第一本振単元9提供給第二混頻器7的本振頻率為f I- IFl，第一射頻失真耦合信號輸入第ニ混頻器7中經(jīng)過下變頻后輸出頻率為IFl的第一失真中頻信號，第二本振単元14提供給第四混頻器12的本振頻率為f2- IF2，第二射頻耦合失真信號輸入第四混頻器12中進(jìn)行下變頻后輸出頻率為IF2的第二中頻失真信號，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器8轉(zhuǎn)換輸出的并發(fā)雙波段的原始射頻信號RFl通過射頻功放3后的中心頻率為Π的第一個波段的原始信號的失真數(shù) 據(jù)，第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器13轉(zhuǎn)換輸出并發(fā)雙波段的原始射頻信號RFl通過射頻功放3后中心頻率為f2的第二個波段的原始信號的失真數(shù)據(jù)，從而得到了并發(fā)雙波段的原始射頻信號RFl通過射頻功放3后的非線性特性。上述具體實(shí)施例中，衰減器2可以為可變衰減器。實(shí)施例ニ 如圖5所示，本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一的區(qū)別在于增加了第三AD采樣單元，第三AD采樣單元包括第三原始射頻信號采樣單元和第三失真射頻信號采樣単元，第三原始射頻信號采樣單元包括第五混頻器15和第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器16，第五混頻器15的輸入端與第二耦合器4的耦合端連接，第五混頻器15的輸出端與第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器16的輸入端連接，第三失真射頻信號采樣單元包括第六混頻器17和第六模數(shù)轉(zhuǎn)換器18，第六混頻器17的輸入端與衰減器2的輸出端連接，第六混頻器17的輸出端與第六模數(shù)轉(zhuǎn)換器18的輸入端連接，第五混頻器15與第六混頻器17通過第三本振単元19連接，第三本振單元19提供本振信號給第五混頻器15與第六混頻器17。在采用本實(shí)施例中的一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置對射頻功放3的非線性特性進(jìn)行提取時，第一耦合器I的輸入端連接射頻功放3的信號輸出端，第二耦合器4的輸入端接入原始射頻信號RF1，第二耦合器4的輸出端連接射頻功放3的信號輸入端，原始射頻信號RFl為并發(fā)三波段信號，通過第二耦合器4輸入到射頻功放3中，其工作原理為射頻功放3信號輸入端輸入的原始射頻信號RFl包括三個波段的原始信號，其中心頻率分別為fl、f2和f3，其中中心頻率為fl的第一個波段的原始信號經(jīng)過第二耦合器4耦合輸出第一射頻耦合信號，中心頻率為f2的第二個波段的原始信號經(jīng)過第ニ耦合器4耦合輸出第二射頻耦合信號，中心頻率為f3的第三個波段的原始信號經(jīng)過第二耦合器4耦合輸出第三射頻耦合信號，第一本振単元9提供給第一混頻器5的本振頻率為fl- IF1，第一射頻耦合信號輸入第一混頻器5中進(jìn)行下變頻后輸出頻率為IFl的第一中頻信號，第二本振単元14提供給第三混頻器10的本振頻率為f2- IF2，第二射頻耦合信號輸入第三混頻器10中進(jìn)行下變頻后輸出頻率為IF2的第二中頻信號，第三本振単元19提供給第五混頻器15的本振頻率為f3- IF3，第三射頻耦合信號輸入第五混頻器15中進(jìn)行下變頻后輸出頻率為IF3的第三中頻信號，第一中頻信號輸入第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器6中，第二中頻信號輸入第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器11中，第三中頻信號輸入第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器16中，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換輸出第一個波段的原始信號的數(shù)據(jù)，第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換輸出第二個波段的原始信號的數(shù)據(jù)，第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器16轉(zhuǎn)換輸出第三個波段的原始信號的數(shù)據(jù)；射頻功放3信號輸出端輸出的失真射頻信號RF2包括并發(fā)雙波段原始射頻信號RFl中三個波段(中心頻率分別為Π、f2和f3)的原始信號的線性放大分量和交調(diào)失真分量，失真射頻信號RF2先通過第一耦合器I耦合再通過衰減器2衰減后分別輸出中心頻率為fl的第一個波段處的第 一射頻失真耦合信號、中心頻率為f2的第二個波段處的第二射頻失真耦合信號和中心頻率為f3的第三個波段處的第三射頻失真耦合信號，其中第一本振単元9提供給第二混頻器7的本振頻率為fl- IF1，第一射頻失真耦合信號輸入第二混頻器7中經(jīng)過下變頻后輸出頻率為IFl的第一失真中頻信號，第二本振単元14提供給第四混頻器12的本振頻率為f2-IF2，第二射頻耦合失真信號輸入第四混頻器12中進(jìn)行下變頻后輸出頻率為IF2的第二中頻失真信號，第三本振単元19提供給第六混頻器17的本振頻率為f3- IF3，第三射頻耦合失真信號輸入第六混頻器17中進(jìn)行下變頻后輸出頻率為IF3的第三中頻失真信號，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器8轉(zhuǎn)換輸出并發(fā)三波段原始射頻信號RFl通過射頻功放3后中心頻率為fl的第一個波段的原始信號的失真數(shù)據(jù)，第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器13轉(zhuǎn)換輸出并發(fā)三波段射頻信號RFl通過射頻功放3后中心頻率為f2的第二個波段的原始信號的失真數(shù)據(jù)，第六模數(shù)轉(zhuǎn)換器18轉(zhuǎn)換輸出并發(fā)三波段射頻信號RFl通過射頻功放3后中心頻率為f3的第三個波段的原始信號的失真數(shù)據(jù)，從而得到了并發(fā)三波段原始射頻信號RFl通過射頻功放3后的非線性特性。本發(fā)明中的耦合器、衰減器、本振単元、混頻器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器均可以采用本領(lǐng)域的成熟技術(shù)；另外本發(fā)明中AD采樣模塊的數(shù)量可以根據(jù)輸入射頻功放3中的信號的并發(fā)波段數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)增加或者減少。
權(quán)利要求
1.一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置，其特征在于包括第一耦合器、第二耦合器、衰減器和至少兩個AD采樣模塊，所述的第一耦合器的輸入端用于連接多波段多模式射頻功率放大器的信號輸出端，所述的第一耦合器的耦合端與所述的衰減器的輸入端連接，所述的第二耦合器的輸入端用于接入原始射頻信號，所述的第二耦合器的輸出端用于連接多波段多模式射頻功率放大器的信號輸入端，每個所述的AD采樣模塊包括原始射頻信號采樣單元、失真射頻信號采樣單元和本振単元，每個所述的AD采樣模塊中的原始射頻信號采樣單元的信號輸入端與所述的第二耦合器的耦合端連接，每個所述的AD采樣模塊中的失真射頻信號采樣單元的信號輸入端與所述的衰減器的輸出端連接，每個所述的AD采樣模塊中的本振単元給該AD采樣模塊中的原始射頻信號采樣單元和失真射頻信號采樣單元提供本振信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置，其特征在于所述的原始射頻信號采樣單元包括一個混頻器和ー個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的第二耦合器的耦合端與所述的原始射頻信號采樣單元中的混頻器的輸入端連接，所述的原始射頻信號采樣單元中的混頻器的輸出端與所述的原始射頻信號采樣單元中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述的原始射頻信號采樣單元中的混頻器的輸入端為所述的原始射頻信號采樣単元的信號輸入端；所述的失真射頻信號采樣單元包括一個混頻器和ー個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的失真射頻信號采樣單元中的混頻器的輸入端與所述的衰減器的輸出端連接，所述的失真射頻信號采樣單元中的混頻器的輸出端與所述的失真射頻信號采樣單元中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述的原始射頻信號采樣單元中的混頻器和所述的失真射頻信號采樣單元中的混頻器由所述的本振単元提供本振信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置，其特征在于所述的衰減器為可變衰減器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置，包括第一耦合器、第二耦合器、衰減器和至少兩個AD采樣模塊，第一耦合器耦合端與衰減器輸入端連接，每個AD采樣模塊用于采集不同波段內(nèi)的信號，AD采樣模塊包括原始射頻信號采樣單元、失真射頻信號采樣單元和本振單元，每個AD采樣模塊中的原始射頻信號采樣單元輸入端與第二耦合器輸出端連接，每個AD采樣模塊中的失真射頻信號采樣單元輸入端與衰減器的輸出端連接，每個AD采樣模塊中的本振單元給該AD采樣模塊中的原始射頻信號采樣單元和失真射頻信號采樣單元提供本振信號；優(yōu)點(diǎn)是降低對AD采樣模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣速率要求，滿足多波段多模式射頻功率放大器對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的苛刻要求。
文檔編號H03M1/12GK102647188SQ20121012960
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者劉太君, 葉焱, 徐鐵峰, 惠明, 聶秋華, 許高明 申請人:寧波大學(xué)