正斜率可调宽带移相器及其用途 本发明涉及一种正斜率可调宽带移相器及其在宽带前馈功放系统中的用途。
通常，移相器的斜率是负的，即频率增加，相位变负，而传输线、放大器等器件的相移特性也多是如此。因此，传统移相器的介入总是使该支路的相移更负。
前馈功放系统基本上由信号抵消电路和误差抵消电路组成。两电路抵消的条件是“两信号的幅度相等，相位相反”。从本质上讲，前馈技术是宽带的，但是目前多数前馈放大器都是窄带的，例如带宽小于2％。原因之一是两个相抵消信号的相位斜率不同，不能在宽带内同时满足相位的抵消条件。为了减小两信号相位斜率差，可以在主线两耦合器之间插入功率移相器或插入延迟线，但是，功率移相器既贵且线性有限，不宜使用，而延迟线在低频下又会过长。
为了减小二抵消电路相互的相位斜率差，免去延迟线的介入，解决宽带前馈功放困难的关键，本发明的目的是设计一种正斜率可调宽带移相器，以满足宽带前馈功放抵消电路减小二路信号相位斜率差，输出纯净信号的需要。
本发明设计的正斜率可调宽带移相器是由/等效于电阻、电容、电感构成的多级单元并联和/或串联谐振电路级联而成，单元谐振电路中的电阻器和电容器均为参数可调器件，单元谐振电路在其并联或串联谐振点附近具有相位正斜率特性。调节电路中的电阻可改变谐振电路的品质因数Q，即可调整移相器的相位斜率和工作带宽；调节电路中地电容可控制工作频带移动，从而可以在固定带宽的情况下扩展工作频率范围。
将本发明的正斜率可调宽带移相器应用于宽带前馈功率放大系统中，作为信号抵消电路和误差抵消电路中的相位调节器，通过调节正斜率可调宽带移相器的参数可调器件，即电阻和电容，可使宽带前馈功放系统中两抵消电路的相位斜率差减小，所产生的非线性失真信号相互抵消，进而得到纯净的有用信号，同时，调节正斜率可调宽带移相器的变参数器件，可扩展前馈功放的工作频带宽度和扩展前馈功放的工作频率范围。
本发明还给出一种前馈功放非线性失真自适应控制方法，其特征是通过分别调整信号抵消电路和误差抵消电路中的幅度/相位调节器(即可调移相器)的参数，使最终输出的测试信号平均幅度达到极小值，测试信号可以是若干个分立的点频，也可以是扫频，点频宜设于信号频带之外两侧Fh和Fl；扫频可扫过信号频带内侧、外侧，本发明方法可由微机通过巡迥检测(采用本振跟踪测试信号，取中频平均值的方法，得到的中频是稳定、较强的测试信号)、处理后向两抵消电路发出调整指令，从输入各控制量的初始值开始，在正负方向上进行搜索，比较被测量极小值的变化趋势，若在继续搜索中发现新的极小值，则保留与新极小值相对应的控制量，若没有发现新的极小值，则保留与新极小值相对应的控制量。
本发明提供的正斜率宽带移相器结构简单，便于调整变参数器件，从根本上解决了宽带前馈功放系统的关键问题，从而得到纯净的信号。
本发明还介绍了前馈功放非线性失真自适应控制方法，利用微机进行数据处理和向移相器发出调节可调器件的指令，从而自动跟踪并抵消系统的非线性失真，使宽带前馈功放电路输出纯净信号。
人们对前馈技术的迫切需求是随着数字通讯对功放线性度的苛求而产生的，前馈技术以其极高的线性度、固有的宽带、稳定特性而受推崇，没有前馈之类的线性化技术，数字通讯将难于复盖、普及。本发明正是为满足宽带前馈功放系统的需求而设计，并能完全达到要求，从而可以令宽带前馈功放系统进行更大规模的生产和降低成本，在更广的通讯频率范围内净化频谱，提高频谱的利用率，本发明还可以在一定范围内对旧设备进行更新，使旧设备升级。
下面结合附图详细说明本发明技术：
图1 正斜率移相器单元并联谐振电路图
图2 正斜率移相器单元串联谐振电路图
图3 由图1和图2单元电路组合而成的正斜率可调宽带移相器示意图
图4 以图3为原形的正斜率可调宽带移相器实例
图5 单独调节图4中PIN二极管控制电压使正斜率可调宽带移相器斜率
变化示意图
图6 负斜率移相器电原理图
图7 普通移相器相位斜率示意图
图8 本正斜率可调宽带移相器与负斜率移相器级联后的相位斜率示意图
图9 微机巡回检则控制流程图
由图可见，正斜率可调宽带移相器是由正斜率移相器单元串、并联谐振电路级联组合而成。在如图4所示的实例中，该正斜率可调宽带移相器近似一个T型网络，横臂两端和竖臂支路上分别有三个隔直电容C，参数均为200pf。图3中的C1、C2、C3分别由图4中的D1与82pf、D2与36pf、D3与24pf的串联所代替，R1和R3由55Ω固定电阻代替以简化电路，R2由PIN二极管代替，图4中的D1、D2、D3三个变容二极管均采用BBY39，其控制电压可控制移频、移相，PIN二极管的控制电压可调节其体电阻，从而改变移相斜率，与D1、D2、D3变容二极管阳极连接的2K电阻为直流偏置电阻，输入、输出端的150Ω电阻用于阻抗匹配。
图9所示为微机巡迥检测控制流程图。
本发明给出的前馈功放非线性失真自适应控制方法，就是通过分别调整宽带前馈功放系统中的正斜率可调宽带移相器的参数，使最终输出的测试信号平均幅度达到极小值。测试信号可以是若干个分立的点频，也可以是扫频，点频宜设于信号频带之外两侧Fh和Fl；扫频可扫过信号频带内侧、外侧，而选取极小值的工作则是由微机巡迥检测(采用本振跟踪测试信号，取中频平均值的方法，得到中频是稳定、较强的测试信号)、处理后向两抵消电路发生调整指令，从输入各控制量的初始值开始，在正负方向上进行搜索，比较被测量极小值的变化趋势。若在继续搜索中发现新的极小值，则保留与新极小值相对应的控制量；若没有发现新的极小值，则保留与原极小值相对应的控制量。