一種包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于現(xiàn)代無線通信技術(shù)及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻功放是無線通信系統(tǒng)系統(tǒng)中的重要設(shè)備，保證射頻功放的較高線性度是預(yù)失真的重要基礎(chǔ)。在射頻功放長期運(yùn)行過程中，非線性不斷增加，使得功放的輸出效率降低，引起幅度和相位失真，導(dǎo)致誤比特率增加；引起寄生頻譜增加產(chǎn)生大量諧波分量和互調(diào)失真，從而嚴(yán)重影響通信傳輸質(zhì)量，降低系統(tǒng)性能；同時由于非線性使功放發(fā)熱增加，將造成器件加速老化，因此必須進(jìn)行功率補(bǔ)償。常規(guī)的功率補(bǔ)償方法功率效率底下或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高或者帶寬受限、穩(wěn)定性差。包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真能夠克服上述缺點(diǎn)。當(dāng)前，預(yù)失真器根據(jù)其在系統(tǒng)中的位置可以分為三類:1、射頻(RF-Rad1Frequency)預(yù)失真技術(shù)(楊建濤，高俊，王柏杉，黃炳凱.基于LUT(Look-Up-Table)射頻預(yù)失真技術(shù)[J].海軍工程大學(xué)學(xué)報，2009(4):78-81+97.馮永生.預(yù)失真射頻功率放大器的研究[D].北京:北京郵電大學(xué)，2007.胡欣，王剛，王自成，羅積潤.射頻預(yù)失真器與基帶預(yù)失真算法結(jié)合對行波管功率放大器線性化改善的影響[J].通信學(xué)報，2012(7):158 - 163.沈濤.射頻預(yù)失真器研究[D],西安:西安電子科技大學(xué)，2006) ;2、中頻(IF-1ntermediate Frequency)預(yù)失真技術(shù)(張素敏.中頻數(shù)字預(yù)失真法改善功率放大器的非法性[J].無線電工程，2005 (8):59-61.郭榮新，李國剛.基于IP核的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)設(shè)計[J].吉林師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011(4):70-73+76) ;3、基帶預(yù)失真技術(shù)(南敬昌，李新春，劉元安，唐碧華.功放數(shù)字基帶預(yù)失真理論分析和仿真實(shí)現(xiàn)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報，2008(12)，3220-3222+3228.劉寧.功放數(shù)字基帶預(yù)失真算法研究及硬件實(shí)現(xiàn)[D].西安:西安電子科技大學(xué)，2011.趙洪新，陳憶元，洪偉.一種基帶預(yù)失真RF(Radi0Frequency)功率放大器線性化技術(shù)的模型仿真與實(shí)現(xiàn)[J].通信學(xué)報，2000 (5):41-47)。
[0003]射頻預(yù)失真(RF-Rad1Frequency)與中頻預(yù)失真(IF-1ntermediate Frequency)屬于模擬預(yù)失真的范疇，較高的效率和低廉的成本是其優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)在于需要時時更新模擬參數(shù)以適應(yīng)功放的特性，需要有源器件在射頻或者中頻控制模擬器件，實(shí)現(xiàn)起來比較困難，目前只適用于衛(wèi)星系統(tǒng)、前饋線性化的初始線性提高等對線性度要求不高的場合；基帶預(yù)失真能夠在低頻下進(jìn)行處理，可以用DSP (Digital Signal Processor)、FPGA (FieldProgrammable Gate Array)等高速數(shù)字信號處理芯片實(shí)現(xiàn)對信號的低頻搬移，具有靈活的處理方法和較強(qiáng)的適應(yīng)性。公開資料表明:包絡(luò)跟蹤對電源的要求較高，需要動態(tài)調(diào)整供電電壓而不是采用固定電壓供電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器，旨在提供一種可實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)切換、具有高靈敏度和可重構(gòu)的包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器，所述包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器設(shè)置有外殼，所述外殼內(nèi)部設(shè)置有；
[0006]現(xiàn)場可編程門陣列，用于完成數(shù)字預(yù)失真和包絡(luò)生成；
[0007]包絡(luò)調(diào)制器，通過線纜與現(xiàn)場可編程門陣列連接，通過射頻線纜與包絡(luò)跟蹤功率放大器連接，用于抑制包絡(luò)跟蹤功率放大器產(chǎn)生的峰均比；
[0008]包絡(luò)跟蹤功率放大器，通過線纜與包絡(luò)調(diào)制器連接，用于提高漏極電壓從低輸入功率到峰值功率的飽和狀態(tài)的效率；
[0009]抗混疊濾波器，通過射頻線纜現(xiàn)場與可編程門陣列和包絡(luò)跟蹤功率放大器連接，用于降低輸出電平中的混疊成分；
[0010]自適應(yīng)模塊，通過射頻線纜與環(huán)形器連接，用于自適應(yīng)地調(diào)節(jié)數(shù)字預(yù)失真的補(bǔ)償特性。
[0011]進(jìn)一步，包括電源接口、環(huán)形器；
[0012]所述電源接口安裝在外殼上，所述環(huán)形器與包絡(luò)跟蹤功率放大器和自適應(yīng)模塊連接。
[0013]進(jìn)一步，所述包絡(luò)生成由包絡(luò)整合和包絡(luò)映射構(gòu)成；包絡(luò)整合用于消除高頻分量；包絡(luò)映射用于映射包絡(luò)到漏極電壓的瞬時包絡(luò)的測量。
[0014]進(jìn)一步，所述包絡(luò)跟蹤功率放大器的功率管為LDMOS(Laterally Diffused MetalOxide Semiconductor)，運(yùn)行環(huán)境為并行多波段模式，所述功率管的外圍電路由保護(hù)功能電路構(gòu)成。
[0015]進(jìn)一步，所述控制中心由現(xiàn)場可編程門陣列構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真，數(shù)字預(yù)失真是多波段數(shù)字預(yù)失真單元，數(shù)字預(yù)失真單元在各個波段捕獲和分別數(shù)字化處理將緩解功放并行多波段運(yùn)行模式下的再生頻譜失真和互調(diào)失真。
[0016]進(jìn)一步，所述外殼采用環(huán)氧樹脂絕緣材料。
[0017]進(jìn)一步，所述射頻線纜纜為阻抗50 Ω的SMT (Surface Mount Technology)半鋼射頻同軸線纜。
[0018]本發(fā)明提供的包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器，包絡(luò)跟蹤功率放大器在于包絡(luò)跟蹤，包絡(luò)跟蹤可以動態(tài)調(diào)整包絡(luò)跟蹤功率放大器功放的供電電壓，這樣通過保持包絡(luò)跟蹤功率放大器功放壓縮在整個包絡(luò)的調(diào)制周期內(nèi)以最大限度地提高包絡(luò)跟蹤功率放大器的效率，而不只是讓功放保持在峰值包絡(luò)上；所述控制中心由FPGA(Field ProgrammableGate Array)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真 DI3D (Digital Pre-Distort1n), DPD (DigitalPre-Distort1n)實(shí)質(zhì)上是多波段 DPD (Digital Pre-Distort1n)單元，DPD (DigitalPre-Distort1n)單元在各個波段捕獲和分別數(shù)字化處理將緩解功放并行多波段運(yùn)行模式下的再生頻譜失真和互調(diào)失真，降低對帶寬的DAC(Digital to Analog Converter)器件和ADC(Analog to Digital Converter)器件的茍1刻要求；所述控制中心實(shí)現(xiàn)的包絡(luò)生成由包絡(luò)整合和包絡(luò)映射構(gòu)成，原始信號的瞬時采樣點(diǎn)通過包絡(luò)整合和包絡(luò)映射進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌j(luò)跟蹤功率放大器ETPA(Envelope trackingPower Amplifier)漏極電壓操作；包絡(luò)調(diào)制器可優(yōu)化功放的效率，避免產(chǎn)生較大的峰均比；自適應(yīng)模塊可以提高預(yù)失真系統(tǒng)跟蹤、抵消包絡(luò)跟蹤功率放大器因外部因素產(chǎn)生的誤差的能力，提高包絡(luò)跟蹤功率放大器的線性度和效率，進(jìn)而提高整個系統(tǒng)的性能和通信質(zhì)量；抗混疊濾波器用于把DH)導(dǎo)出信號的混疊成分降低到微不足道的程度，去除采集到的不確定信號對有用信號的干擾，最大程度地抑制或消除混疊現(xiàn)象對數(shù)據(jù)采集的影響；外殼采用環(huán)氧樹脂絕緣材料，可耐受不低于35kV高壓。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)勢:
[0020]1、本發(fā)明可以滿足用戶終端(手機(jī))訪問不同的系統(tǒng)和服務(wù)，具有高靈敏度、可重構(gòu)的射頻發(fā)射功能，支持現(xiàn)有頻段和潛在的未來的無線網(wǎng)絡(luò)。
[0021]2、本發(fā)明功耗極低，采用DF1D(Digital Pre-Distort1n)保證其線性化進(jìn)行功率補(bǔ)償，大大降低了基站維護(hù)的工作量。
[0022]3、本發(fā)明能夠有效地降低基站的輻射，滿足相關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
[0023]4、本發(fā)明設(shè)置的抗混疊濾波器，提高了 ETPA (Envelope tracking PowerAmplifier)的效率，避免了較大的峰均比。
[0024]5、本發(fā)明設(shè)置的功放鏈路，將輸入信號進(jìn)行放大，以達(dá)到輸出功率的需求，采用LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor)管，以提高漏極電壓從低輸入到峰值飽和狀態(tài)的運(yùn)行效率。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器的數(shù)字預(yù)失真原理圖。
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器組成示意圖。
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器內(nèi)部模塊框圖。
[0028]圖4和圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的自適應(yīng)模塊框圖。
[0029]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的包絡(luò)調(diào)制器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的包絡(luò)跟蹤功率放大器功率放大電路框圖。
[0031]圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的抗混疊濾波器電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0034]如圖1所示，一種包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器，其數(shù)字預(yù)失真原理圖。所述包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器設(shè)置有外殼，所述外殼內(nèi)部設(shè)置有；
[0035]現(xiàn)場可編程門陣列，用于完成數(shù)字預(yù)失真和包絡(luò)生成；
[0036]包絡(luò)調(diào)制器，通過線纜與現(xiàn)場可編程門陣列連接，通過射頻線纜與包絡(luò)跟蹤功率放大器連接，用于抑制包絡(luò)跟蹤功率放大器產(chǎn)生的峰均比；
[0037]包絡(luò)跟蹤功率放大器，通過線纜與包絡(luò)調(diào)制器連接，用于提高漏極電壓從低輸入功率到峰值功率的飽和狀態(tài)的效率；
[0038]抗混疊濾波器，通過射頻線纜現(xiàn)場與可編程門陣列和包絡(luò)跟蹤功率放大器連接，用于降低輸出電平中的混疊成分；
[0039]自適應(yīng)模塊，通過射頻線纜與環(huán)形器連接，用于自適應(yīng)地調(diào)節(jié)數(shù)字預(yù)失真的補(bǔ)償特性。
[0040]如圖2所示，一種包絡(luò)跟蹤自適應(yīng)預(yù)失真功率放大器，主要由控制中心21、包絡(luò)調(diào)制器22、包絡(luò)跟蹤功