高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)及其實施方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)及其實施方法，它包括射頻輸入、功率分配器、主放大器、輔助放大器、波長傳輸線以及負(fù)載；射頻輸入接功率分配器，功率分配器另一端分別接主放大器和輔助放大器，主放大器另一端接波長傳輸線，輔助放大器另一端分別接波長傳輸線和負(fù)載。所述多合體系統(tǒng)的實施方法為：射頻輸入信號經(jīng)功率分配器后，一路送到主放大器，放大后送到四分之一波長傳輸線；另一路送到輔助放大器，放大后送到四分之一波長傳輸線，再經(jīng)處理后輸出。采用本發(fā)明，在完全滿足系統(tǒng)線性要求的情況下，可以大幅度提升效率，能夠?qū)鹘y(tǒng)的大功率數(shù)字電視發(fā)射機10%～13%的效率提升到30%～35%，節(jié)約了能源，降低了成本。
【專利說明】高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)及其實施方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及一種高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體技術(shù)，具體為一種多合體系統(tǒng)及其實施方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)字電視技術(shù)的飛速發(fā)展，頻譜利用率較高的OFDM調(diào)制方式得到了廣泛應(yīng)用。這些調(diào)制信號的一個共同特點是信號功率的平均值和包絡(luò)峰值存在差異，造成了峰均值比較大，這就要求放大器必須具有良好的線性特性。否則，受非線性的影響，就會導(dǎo)致信號頻譜再生，造成MER指標(biāo)的劣化，從而影響信號的覆蓋質(zhì)量。為了滿足發(fā)射動態(tài)范圍內(nèi)的線性度，要求系統(tǒng)中的功放必須工作在飽和回退區(qū)域。
[0003]傳統(tǒng)的功率放大器設(shè)計中，線性和效率這兩個重要指標(biāo)是互相沖突的。如何在寬線性范圍內(nèi)保持高效率，已經(jīng)成為當(dāng)今功放設(shè)計中最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。在大功率數(shù)字電視發(fā)射機中，高功率放大器對整機的價格具有決定意義，同時，高功率放大器也是數(shù)字電視發(fā)射機中最大的耗能部件，其效率是一項重要設(shè)計指標(biāo)。高效率能夠節(jié)約能源，降低功放散熱系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜度，提高功放的穩(wěn)定性，從而達到降低建設(shè)和運行成本的目的。
[0004]隨著數(shù)字電視技術(shù)的飛速發(fā)展，如何提高設(shè)備的線性和效率，就成了關(guān)鍵，多合體技術(shù)就是提高設(shè)備的線性和效率的關(guān)鍵技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)及其實施方法，應(yīng)用多合體技術(shù)，解決了數(shù)字電視發(fā)射機的高線性度和高效率問題；在完全滿足系統(tǒng)線性要求的情況下，可以大幅度提升效率，能夠?qū)鹘y(tǒng)的大功率數(shù)字電視發(fā)射機10%~13%的效率提升到30%~35%，極大地節(jié)約了能源，降低了成本。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
一種高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)，它包括射頻輸入RFin、功率分配器PS、主放大器MAIN、輔助放大器AUX、波長傳輸線QWTL以及負(fù)載Load ；
其中:射頻輸入RFin接功率分配器PS，功率分配器PS另一端分別接主放大器MAIN和輔助放大器AUX，主放大器MAINS另一端接波長傳輸線QWTL，輔助放大器AUX另一端分別接波長傳輸線QWTL和負(fù)載Load。
[0007]所述高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)的實施方法，射頻輸入RFin信號經(jīng)功率分配器PS后，其中一路送到主放大器MAIN，經(jīng)主放大器放大后送到四分之一波長傳輸線QWTL ;射頻輸入RFin信號經(jīng)功率分配器PS后的另一路送到輔助放大器AUX，經(jīng)放大后送到四分之一波長傳輸線QWTL，經(jīng)四分之一波長傳輸線QWTL處理后輸出。
[0008]本發(fā)明應(yīng)用多合體技術(shù)，使用主副管的雙管結(jié)構(gòu)，采用獨立的偏置電路和匹配電路，采用負(fù)載牽引理論和主副管合并技術(shù)，配合數(shù)字預(yù)失真技術(shù)，使高功率放大器的高線性和高效率達到完美結(jié)合。[0009]本發(fā)明的高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)及其實施方法應(yīng)用多合體技術(shù)，其中高功率放大器在完全滿足系統(tǒng)線性要求的情況下，使效率大幅度提升，能夠?qū)鹘y(tǒng)的大功率數(shù)字電視發(fā)射機10%?13%的效率提升到30%?35%，極大地節(jié)約了能源。采用多合體技術(shù)和數(shù)字預(yù)失真技術(shù)的大功率數(shù)字電視發(fā)射機具有高效率、高線性度和高可靠性的特點，同時，能夠使設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉。
[0010]采用多合體技術(shù)的高效率數(shù)字電視發(fā)射機具有以下主要功能:
1、兩個不同類型的功放管協(xié)同工作，保證高效率。采用AB類功放管，主管在電壓電平下放大載波功率，從而保證高效率；采用C類功放管，副管在調(diào)制峰值時提供額外的電壓。
[0011]2、采用不同的電壓偏置電路和獨立的匹配電路。采用不同的電壓偏置電路精細(xì)化調(diào)節(jié)功放管的工作狀態(tài)，同時，運用溫度補償電路來保證功放管的溫度穩(wěn)定性；獨立設(shè)計主副管的前后級匹配電路，同時設(shè)計90°的合路器和帶90°偏移的阻抗變換器來合成主副放大器，使功率放大器達到最佳效果。
[0012]3、四分之一波長傳輸線的合路電路用于實現(xiàn)主管和負(fù)載之間合理的負(fù)載調(diào)制。在主管電壓達到飽和時減小主管阻抗，從而加大電流來保證效率不變。
[0013]采用多合體技術(shù)的高效率數(shù)字電視發(fā)射機形成產(chǎn)品的如下優(yōu)勢:
1、整機高效、節(jié)能減排。傳統(tǒng)的高功率放大器占據(jù)數(shù)字電視發(fā)射機整機功耗的比例很大。采用多合體技術(shù)、負(fù)載牽引技術(shù)、四分之一波長傳輸線傳輸能顯著地提高高功率放大器效率。單級效率能夠達到50%，整機效率能夠達到30%?35%，大大降低了發(fā)射機的整機功耗，極大地節(jié)約了能源。
[0014]2、線性度好。采用多合體技術(shù)的高功率放大器，在輸出功率回退6dB的區(qū)域范圍內(nèi)PAE較高時，放大器仍可工作在線性區(qū)域。同時，采用線性化系統(tǒng)的數(shù)字預(yù)失真技術(shù)，大大地提高了整機的線性度，完全滿足了高峰均比的調(diào)制信號對整機的指標(biāo)要求。
[0015]3、可靠性高。采用高效的多合體技術(shù)的高功率放大器，減少了整機的功耗，減少了整機散熱系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜度，使得整機結(jié)構(gòu)更加簡單，從而提高了整機的穩(wěn)定性和可靠性。
[0016]4、實施方法簡單、成本低廉。采用負(fù)載牽引技術(shù)和四分之一波長傳輸線合成，使得技術(shù)實現(xiàn)的方法更加簡單，且大大降低了成本。在實際生產(chǎn)調(diào)試中容易實現(xiàn)，易于批量生產(chǎn)。
[0017]本發(fā)明的高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)的實現(xiàn)方法如下:
1、精心設(shè)計功率放大器的偏置電路。
[0018]功率放大器在回退7dB的時候效率最高，所以，采用多合體技術(shù)選擇功率放大器為單個雙路的管子。在最大功率工作時，總的功率為600W，在回退7dB時，能夠得到功率120W。精心設(shè)計功率放大器的偏置電路，保證其中一個管子工作在AB類或者B類工作狀態(tài)，而另一個管子的靜態(tài)工作點選擇在C類工作狀態(tài)。當(dāng)主放大器達到飽和時，輔助放大器才開始工作，這樣，就能夠使功率放大器達到最高的效率。
[0019]2、精心設(shè)計匹配電路。
[0020]功率放大器在大信號工作時，晶體管的最佳負(fù)載阻抗會隨著輸入信號功率的增加而跟著改變。這就需要根據(jù)這些變化規(guī)律精心設(shè)計所有的匹配電路，同時，設(shè)計90°的合路器和帶90°偏移的阻抗變換器來合成主輔放大器，使功率放大器達到最佳效果?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的一種高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)的電路方框圖。
[0022]附圖標(biāo)記及譯文:
RFin:射頻輸入；
PS:功率分配器；
MAIN:主放大器；
AUX:輔助放大器；
QWTL:波長傳輸線；
Load:負(fù)載。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0024]參看圖1，本發(fā)明提供了一種高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)，多合體系統(tǒng)的電路主要由射頻輸入RFin、功率分配器PS、主放大器MAIN、輔助放大器AUX、波長傳輸線QWTL以及負(fù)載Load等元器件組成。
[0025]多合體系統(tǒng)的電路連接如下:
射頻輸入RFin接功率分配器PS，功率分配器PS另一端分別接主放大器MAIN和輔助放大器AUX，主放大器MAINS另一端接波長傳輸線QWTL，波長傳輸線QWTL另一端分別接輔助放大器AUX和負(fù)載Load，輔助放大器AUX另一端分別接波長傳輸線QWTL和負(fù)載Load。
[0026]本發(fā)明的高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)的實施方法及工作過程如下:
射頻輸入RFin信號經(jīng)功率分配器PS后，其中一路送到主放大器MAIN，經(jīng)主放大器放大后送到四分之一波長傳輸線QWTL ;射頻輸入RFin信號經(jīng)功率分配器PS后的另一路送到輔助放大器AUX，經(jīng)放大后送到四分之一波長傳輸線QWTL，經(jīng)四分之一波長傳輸線QWTL處理后輸出。
[0027]本發(fā)明的多合體系統(tǒng)精心設(shè)計功率放大器的偏置電路，選擇功率放大器為單個雙路的管子，在最大功率工作時，總的功率為600W，在回退7dB時，能夠得到功率120W。功率放大器的偏置電路中，其中一個管子工作在AB類或者B類工作狀態(tài)，而另一個管子的靜態(tài)工作點選擇在C類工作狀態(tài)。當(dāng)主放大器達到飽和時，輔助放大器才開始工作，這樣，就能夠使功率放大器達到最高的效率。
[0028]本發(fā)明的多合體系統(tǒng)精心設(shè)計匹配電路，設(shè)計90°的合路器和帶90°偏移的阻抗變換器來合成主輔放大器，使功率放大器達到最佳效果。
[0029]綜上所述，采用本發(fā)明的高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)及其實施方法，高功率放大器在完全滿足系統(tǒng)線性要求的情況下，使效率大幅度提升，能夠?qū)鹘y(tǒng)的大功率數(shù)字電視發(fā)射機10%?13%的效率提升到30%?35%，極大地節(jié)約了能源，降低了成本。采用本發(fā)明多合體技術(shù)的高效率數(shù)字電視發(fā)射機產(chǎn)品具有整機高效、節(jié)能減排、線性度好、可靠性高、實施方法簡單、成本低廉等優(yōu)點。
[0030]當(dāng)然，本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實施例的變化、變型等都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)，其特征在于:它包括射頻輸入RFin、功率分配器PS、主放大器MAIN、輔助放大器AUX、波長傳輸線QWTL以及負(fù)載Load ； 其中:射頻輸入RFin接功率分配器PS，功率分配器PS另一端分別接主放大器MAIN和輔助放大器AUX，主放大器MAINS另一端接波長傳輸線QWTL，輔助放大器AUX另一端分別接波長傳輸線QWTL和負(fù)載Load。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率數(shù)字電視發(fā)射機的多合體系統(tǒng)的實施方法，其特征在于:射頻輸入RFin信號經(jīng)功率分配器PS后，其中一路送到主放大器MAIN，經(jīng)主放大器放大后送到四分之一波長傳輸線QWTL ;射頻輸入RFin信號經(jīng)功率分配器PS后的另一路送到輔助放大器AUX，經(jīng)放大后送到四分之一波長傳輸線QWTL，經(jīng)四分之一波長傳輸線QWTL處理后輸出。
【文檔編號】H04N5/38GK103945149SQ201410173626
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】蘭建伙, 劉宇, 陳駿, 孫堪如, 曾惠忠 申請人:上海東洲羅頓通信股份有限公司