CN1159840C - 前馈放大器 - Google Patents

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Abstract

在其中检测的主放大器(23)失真分量被放大的失真注入路径(15)中，利用辅助失真检测器(42)检测由辅助放大器(29a)引起的失真。所述辅助失真检测器(42)包括电可变衰减器(27a)、电可变移相器(28a)、第一辅助放大器(29a)、延迟线(36)和反相器(37)。利用辅助失真消除器(43)消除所检测到的失真，所述辅助失真消除器(43)包括电可变衰减器(27b)、电可变移相器(28a)、第二辅助放大器(29b)和延迟线(39)，借此，增加所述放大器的效率。

Description

前馈放大器
技术领域
本发明一般涉及主要在高频频带中利用的前馈放大器，特别涉及增加了功率效率的前馈放大器。
背景技术
图1以方框图的形式表示前馈放大器的一种基本结构。所述前馈放大器包括由主放大器的放大传输路径(此后称之为主放大器路径)11和第一线性信号传输路径(此后称之为第一线性路径)12组成的失真检测器13和由第二线性信号传输路径(此后称之为第二线性路径)14和失真注入路径15组成的失真消除器或抑制器16。所述主放大器路径11由串联连接的电可变衰减器21、电可变移相器22和主放大器23形成。第一线性路径12由串联连接的延迟线24和反相器25形成。第二线性路径12由延迟线26形成。失真注入路径15由串联连接的电可变衰减器27、电可变移相器28和辅助放大器29形成。所述前馈放大器的输入被功率分配器31分配到包含主放大器23的主放大器路径11和第一线性路径12。功率合成/分配器32产生来自主放大器路径11的信号和来自第一线性路径12的信号之间的和与差，并分别将它们提供给第二线性路径14和失真注入路径15。由用于合成第二线性路径14和失真注入路径15的输出的功率合成器33产生所述前馈放大器的输出。
因此，所述前馈放大器在失真检测器15中检测由主放大器23产生的失真分量(差分量)和在失真消除器16中调节所述失真分量的相位和幅值并将其注入到来自所述主放大器23并经过所述第二线性路径14提供的输出信号中，借此移消除由主放大器23产生的非线性分量。通常，被所述前馈放大器消除的非线性失真的量取决于对失真检测器13的电可变衰减器21和电可变移相器22以及失真消除器16的电可变衰减器27、电可变移相器28和辅助放大器29的调节。这种调节的精度在日本专利公开公报No.1-198809。发明名称为“用于前馈放大器的自动调节电路”中已经披露。例如，为了实现失真抑制30dB或其以上的相位和幅值偏差分别是±2°和±0.3dB。因此，可以说，对在失真检测器13和失真消除器16的传输特性调节的平衡和完善方面施加了严格的条件。
所述前馈放大器对由主放大器23产生的非线性失真进行补偿。因此，由于其电路结构，所述前馈放大器理论上不能补偿由辅助放大器29产生的非线性失真。此外，由于上述两个路径平衡的严格条件，即输入相对输出功率性能的线性度需要一个传统前馈放大器的辅助放大器29。为了利用半导体放大器件增加所述放大电路的线性度，现有技术利用与工作状态相关的A类偏置，借此使得饱和输出电压充分大于将被放大的信号峰值电压。
近年来，对体积小、重量轻和价格便宜的低功耗无线电仪器的需求增加。利用所述前馈放大器的无线电仪器也在不断增加。为了减少所述前馈放大器的功耗，主要是要增加主和辅助放大器两者的功率效率。由于这两个放大器的功率效率增加，可以减少它们的冷却器体积等并因此而实现无线电仪器体积的减少。
利用工作于B类偏置的一个推挽电路可以增强所述主放大器的功率效率。传统的前馈放大器能够补偿发生在所述主放大器中的非线性失真。另一方面，为了增加***到所述前馈放大器失真注入路径15中的辅助放大器29的功率效率，通常需要使所述辅助放大器的半导体放大器件工作于B或C类偏置状态下。由这种偏置状态导致的非线性失真理论上不能被上述前馈放大器补偿。由于这个原因，辅助放大器29功率效率的增强带来削弱了所述前馈放大器的失真补偿能力的问题。
所述前馈放大器的功率-供电效率(power supply efficiency)可以利用所述前馈放大器的输出功率和提供给其功率之比表示。例如，根据ToshioNojima和Shouichi Narahashi，“用于移动通信的超低、多频率公共放大器，---自调节前馈放大器(SAFF-A)”，日本电子、信息和通信工程的协会技术报告，RCS90-4，1989。在主放大器的饱和输出功率是100W的情况下，所述辅助放大器的饱和功率输出是所述主放大器的1/8，GaAs-MESFET被用做用于所述主放大器和所述辅助放大器的半导体放大器件，所述主放大器的所述MESFET的漏极电压和电流是12V和20A，所述辅助放大器的所述MESFET的漏极电压和电流是12V和5A，两个放大器都工作于A类偏置状态下的1.5GHz频带，提供给所述前馈放大器的功率是300W。如果平均输出功率补偿被设置为8dB和在所述失真消除器中的主放大器输出信号损失忽略不计，那么，所述前馈放大器的输出近似为15W。因此，所述前馈放大器的功率-供电效率约在15/300即5％的范围之间。即使是在诸如B类推挽放大器的高效放大电路被用做所述主放大器和A类放大器被用做所述辅助放大器的情况下，所述功率-供电效率最高是10％左右或更少。
为了实现高输出功率放大器的高功率效率，在W.H.Doherty、1936年9月的Pro.IRE，Vol.24，No.9，pp.1163-1182发表的名称为“用于调制波的新高效率功率放大器”中披露了一种利用多个具有不同饱和输出电压的放大器的方法。这个方法被称之为Doherty方法，这种方法已经在例如用于广播站传输的中波功率放大器中被利用。在所述Doherty方法中，饱和放大器和线性放大器被串联连接。所述饱和放大器放大平均功率或其附近的信号，而线性放大器放大峰值功率的信号。所述Doherty方法借助于所述饱和放大器实现高功率效率的放大，但是由于所利用的电路结构，本应当输入给所述线性放大器的信号被提供给了所述饱和放大器，这就出现了非线性失真的问题。此外，这个方法所利用的电路结构不能补偿由所述饱和放大器引起的非线性失真。
已经建议的进一步增加所述前馈放大器的功率-供电效率的一个方法是将所述主放大器的输出补偿(在工作点处的饱和输出功率和输出功率之间的差)设置为一个较小值。但是，如在现有技术中已知的，可以由所述前馈放大器补偿的非线性失真仅仅被限制在所述主放大器输入/输出功率特性的不完全线性区域。即，通常，所述前馈放大器不能通过在输入特性的饱和区域内进行限幅对非线性失真进行补偿。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种高功率-供电效率的前馈放大器，其能比传统的前馈放大器按更高的功率-供电效率放大，同时具有的失真补偿能力与后者相同或更好。
根据本发明的第一个方面，提供一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，该前馈放大器包括：一个主放大器失真检测器，包括用于放大和传输提供给其输入信号的一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；和用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将所述合成输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和主放大器失真消除器，包括被提供有所述主信号分量并线性传输其第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径输出与所述主放大器失真注入路径输出的主放大器功率合成器；其中，所述辅助放大器装置包括：辅助放大器失真检测装置，包括用于将所述主放大器失真分量一分为二的辅助放大器功率分配器；用于放大和传输两个被分配的主放大器失真分量中的一个并包含第一辅助放大器的辅助放大器路径；用于线性地传输所述两个被分配的主放大器失真分量中的另一个的第三线性路径；和用于合成所述辅助放大器路径和所述第三线性路径的输出并用于输出分别作为辅助放大器主信号分量和辅助放大器失真分量的所述合成输出的和分量与差分量的辅助放大器功率合成器/分配器；和辅助放大器失真消除器，包括：被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器主信号分量并用于线性传输所述辅助放大器主信号分量的第四线性路径；被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器失真分量并用于放大和传输所述辅助放大器失真分量的辅助放大器失真注入路径；和用于合成所述第四线性路径和所述辅助放大器失真注入路径的输出并用于将合成的输出作为所述主放大器注入路径的输出提供给所述主放大器功率合成器的辅助放大器功率合成器，其中，该前馈放大器还包括：在所述主放大器路径(11)中***的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)；在所述辅助放大器路径中***的第二电可变衰减器装置(27a)和第二电可变移相器装置(28a)；在所述辅助放大器失真注入路径中***的第三电可变衰减器装置(27b)和第三电可变移相器装置(28b)；在所述第三线性路径(15a2)中***的第四电可变衰减器装置(17)和第四电可变移相器装置(18)；***到所述主放大器失真检测器(13)输入路径中用于向其提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；***在所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中用于检测所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；***在所述主放大器路径(11)中并用于向其注入第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；***在来自所述主放大器失真消除器(16)的输出路径中用于检测所述第二导频信号的第一第二导频信号检测装置(56、57)；***在所述辅助放大器路径(15a1)中用于向其注入第三导频信号的第三导频信号发生器装置(51)；***在来自所述辅助放大器失真消除器(42)输出路径中用于检测所述第三导频信号的第三导频信号检测装置(54、55)；***在所述辅助放大器失真注入路径(15b2)中用于检测所述第二导频信号的第二第二导频信号检测装置(52、53)；和控制装置(34)，用于控制所述第一电可变衰减器装置(21)和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小、用于控制所述第四电可变衰减器装置(17)和第四电可变移相器装置(18)以使由所述第二第二导频信号检测装置(52、53)检测的所述第二导频信号的电平最小、用于控制所述第三电可变衰减器装置(27b)和所述第三电可变移相器装置(28b)以使由所述第三导频信号检测装置(54、55)检测的所述第三导频信号的电平最小、用于控制所述第二电可变衰减器装置(27a)和所述第二电可变移相器装置(28a)以使由所述第一第二导频信号检测装置(56、57)检测的所述第二导频信号的电平最小和用于控制分别与所述第四电可变衰减器(17)和第四电可变移相器装置(18)相关的所述第二电可变衰减器装置(27a)和所述第二电可变移相器装置(28a)的控制量。
根据本发明的第二个方面，提供一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，所述前馈放大器包括：一个主放大器失真检测器，包括用于放大和传输提供给其输入信号的一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；和用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将所述合成输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和主放大器失真消除器，包括被提供有所述主信号分量并线性传输其第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径输出与所述主放大器失真注入路径输出的主放大器功率合成器；其中，所述辅助放大器装置包括：辅助放大器失真检测装置，包括用于将所述主放大器失真分量一分为二的辅助放大器功率分配器；用于放大和传输两个被分配的主放大器失真分量中的一个并包含第一辅助放大器的辅助放大器路径；用于线性地传输所述两个被分配的主放大器失真分量中的另一个的第三线性路径；和用于合成所述辅助放大器路径和所述第三线性路径的输出并用于输出分别作为辅助放大器主信号分量和辅助放大器失真分量的所述合成输出的和分量与差分量的辅助放大器功率合成器/分配器；和辅助放大器失真消除器，包括：被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器主信号分量并用于线性传输所述辅助放大器主信号分量的第四线性路径；被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器失真分量并用于放大和传输所述辅助放大器失真分量的辅助放大器失真注入路径；和用于合成所述第四线性路径和所述辅助放大器失真注入路径的输出并用于将合成的输出作为所述主放大器注入路径的输出提供给所述主放大器功率合成器的辅助放大器功率合成器，其中，该前馈放大器还包括：在所述主放大器路径(11)中的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)；在所述辅助放大器路径中的第二电可变衰减器装置(27a)和第二电可变移相器装置(28a)；在所述辅助放大器失真注入路径中的第三可变衰减器装置(27b)和第三可变移相器装置(28b)；***在所述第三线性路径(15a2)中的第四电可变衰减器装置(17)和第四电可变移相器装置(18)；***在到所述主放大器失真检测器(13)的输入路径中并用于向其提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；***在到所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中并用于检测所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；***在所述主放大器路径(11)中并用于向其注入第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；***在所述主放大器失真消除器(16)的输出路径中并用于检测所述第二导频信号的第二导频信号检测装置(56、57)；***在所述辅助放大器路径(15a1)的用于向其注入第三导频信号的第三导频信号发生器装置(51)；***在所述辅助放大器失真消除器(43)的输出路径中并用于检测所述第三导频信号的第三导频信号检测装置(54、55)；***在到所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中并用于向其提供第四导频信号的第四导频信号发生器装置(61、62)；***在所述辅助放大器失真注入路径(15b2)中并用于检测所述第四导频信号的第四导频信号检测装置(52、53’)；和控制装置(34)，用于控制所述第一电可变衰减器装置(21)和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小、用于控制所述第四电可变衰减器装置(17)和所述第四电可变移相器装置(18)以使由所述第四导频信号检测装置(52、53)检测的所述第二导频信号的电平最小、用于控制所述第三电可变衰减器装置(27b)和所述第三电可变移相器装置(28b)以使由所述第三导频信号检测装置(54、55)检测的第三导频信号的电平最小、用于控制所述第二电可变衰减器装置(27a)和所述第二电可变移相器装置(28a)以使由所述第二导频信号检测装置(56、57)检测的所述第二导频信号电平最小和用于控制分别与所述第四电可变衰减器装置(17)和所述第四电可变移相器装置(18)相关的所述第二电可变衰减器装置(27a)和第二电可变移相器(28a)装置的控制量。
主放大器失真检测器，包括：用于放大和传输提供给其输入信号并包含一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将合成后的输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和
根据本发明的第三个方面，提供一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，所述前馈放大器包括：一个主放大器失真检测器，包括用于放大和传输提供给其输入信号的一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；和用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将所述合成输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和主放大器失真消除器，包括被提供有所述主信号分量并线性传输其第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径输出与所述主放大器失真注入路径输出的主放大器功率合成器；其中，所述辅助放大器装置包括：辅助放大器失真检测装置，包括用于将所述主放大器失真分量一分为二的辅助放大器功率分配器；用于放大和传输两个被分配的主放大器失真分量中的一个并包含第一辅助放大器的辅助放大器路径；用于线性地传输所述两个被分配的主放大器失真分量中的另一个的第三线性路径；和用于合成所述辅助放大器路径和所述第三线性路径的输出并用于输出分别作为辅助放大器主信号分量和辅助放大器失真分量的所述合成输出的和分量与差分量的辅助放大器功率合成器/分配器；和辅助放大器失真消除器，包括：被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器主信号分量并用于线性传输所述辅助放大器主信号分量的第四线性路径；被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器失真分量并用于放大和传输所述辅助放大器失真分量的辅助放大器失真注入路径；和用于合成所述第四线性路径和所述辅助放大器失真注入路径的输出并用于将合成的输出作为所述主放大器注入路径的输出提供给所述主放大器功率合成器的辅助放大器功率合成器，其中，该前馈放大器还包括：***在所述主放大器路径(11)中的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)；***在所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中的第二电可变衰减器装置(27a)和第二电可变移相器装置(28a)；***在所述辅助放大器失真注入路径中的第三电可变衰减器装置(27b)和第三电可变移相器装置(28b)；***在所述第三线性路径(15a2)中的第四电可变衰减器装置(17)和第四移相器装置(18)；***在所述主放大器失真检测器(13)中并用于向其提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；***在到所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中并用于检测所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；***在所述主放大器路径(11)中并用于向其注入第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；***在所述主放大器失真消除器(16)的输出路径中并用于检测所述第二导频信号的第一第二导频信号检测装置(56、57)；***在所述辅助放大器放大路径(15a1)中并用于向其注入第三导频信号的第三导频信号发生器装置(51)；***在所述辅助放大器失真消除器(43)的输出路径中并用于检测所述第三导频信号的第三导频信号检测装置(54、55)；***在所述辅助放大器失真注入路径(15b2)中并用于检测所述第二信号的第二第二导频信号检测装置(52、53)；和控制装置，用于控制所述第一电可变衰减器装置(21)和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小、用于控制所述第四电可变衰减器装置(17)和第四电可变移相器装置(18)以使由所述第二第二导频信号检测装置(52、53)检测的所述第二导频信号的电平最小、用于控制所述第三电可变衰减器装置(27b)和第三电可变移相器装置(28b)以使由所述第三导频信号检测装置(54、55)检测的所述第三导频信号的电平最小和用于控制所述第二电可变衰减器装置(27)和第二电可变移相器装置(28)以使由所述第一第二导频信号检测装置(56、57)检测的所述第二导频信号的电平最小。
根据本发明的第四个方面，提供一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，所述前馈放大器包括：一个主放大器失真检测器，包括用于放大和传输提供给其输入信号的一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；和用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将所述合成输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和主放大器失真消除器，包括被提供有所述主信号分量并线性传输其第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径输出与所述主放大器失真注入路径输出的主放大器功率合成器；其中，所述辅助放大器装置包括：辅助放大器失真检测装置，包括用于将所述主放大器失真分量一分为二的辅助放大器功率分配器；用于放大和传输两个被分配的主放大器失真分量中的一个并包含第一辅助放大器的辅助放大器路径；用于线性地传输所述两个被分配的主放大器失真分量中的另一个的第三线性路径；和用于合成所述辅助放大器路径和所述第三线性路径的输出并用于输出分别作为辅助放大器主信号分量和辅助放大器失真分量的所述合成输出的和分量与差分量的辅助放大器功率合成器/分配器；和辅助放大器失真消除器，包括：被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器主信号分量并用于线性传输所述辅助放大器主信号分量的第四线性路径；被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器失真分量并用于放大和传输所述辅助放大器失真分量的辅助放大器失真注入路径；和用于合成所述第四线性路径和所述辅助放大器失真注入路径的输出并用于将合成的输出作为所述主放大器注入路径的输出提供给所述主放大器功率合成器的辅助放大器功率合成器，其中，该前馈放大器还包括：***在所述主放大器路径中的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)；***在所述辅助放大器失真检测器(42)输入路径中的第二电可变衰减器装置(27)和第二电可变移相器装置(28)；***在所述辅助放大器失真注入路径中的第三电可变衰减器装置(27b)和第三电可变移相器装置(28b)；***在所述第三线性路径(15a2)中的第四电可变衰减器装置(17)和第四移相器装置(18)；***在所述主放大器失真检测器(13)的输入路径中并用于向其提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；***在所述辅助放大器失真检测器(42)中并用于检测所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；***在所述主放大器路径(11)中并用于向其提供第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；***在所述主放大器失真消除器(16)的输入路径中并用于检测所述第二导频信号的第二导频信号检测装置(56、57)；***在所述辅助放大器路径(15a1)中并用于向其注入第三导频信号的第三导频信号发生器装置(51)；***在所述辅助放大器失真消除器(43)的输出路径中并用于检测所述第三导频信号的第三导频信号检测装置(54、55)；***在到所述辅助放大器失真检测器(42)中并用于向其提供第四导频信号的第四导频信号发生器装置(61、62)；***在所述辅助放大器失真注入路径(15b2)中并用于检测所述第四导频信号的第四导频信号检测装置(52、53’)；和控制装置(34)，用于控制所述第一电可变衰减器装置(21)和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小、用于控制所述第四电可变衰减器装置(17)和所述第四电可变移相器装置(18)以使由所述第四导频信号检测装置(52、53)检测的第四导频信号的电平最小、用于控制所述第三电可变衰减器装置(27b)和所述第三电可变移相器装置(28b)以使由所述第三导频信号检测装置(54、55)检测的第三导频信号的电平最小和用于控制所述第二电可变衰减器装置(27)和所述第二电可变移相器装置(28)以使由所述第二导频信号检测装置(18)检测的所述第二导频信号的电平最小。
根据本发明的第五个方面，提供一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，所述前馈放大器包括：主放大器失真检测器，包括：用于放大和传输提供给其输入信号并包含一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将合成后的输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和主放大器失真消除器，包括：被提供有所述主信号分量并用于线性传输该主信号分量的第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含一个辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径的输出和所述主放大器失真注入路径的输出的主放大器功率合成器，其中，所述主放大器包括并联连接的具有互相不同的饱和输出的多个放大器；所述主放大器路径包含串联连接的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)，所述主放大器失真注入路径(15)包含串联连接的第二电可变衰减器(27、27a、27b)和第二电可变移相器(28、28a、28b)；所述前馈放大器还包括：用于向所述主放大器失真检测器(13)的输入路径提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；用于向所述主放大器注入第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；用于检测来自所述主放大器失真注入路径(15)的所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；用于检测来自所述主放大器失真消除器(16)的输出的所述第二导频信号的第二导频信号检测装置(56、57)；和控制装置(34)，用于控制所述第一电可变衰减器装置(2㈠和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小和用于控制所述第二电可变衰减器(27、27a、27b)和所述第二电可变移相器(28、28a、28b)以使由所述第二导频信号检测装置(56、57)检测的所述第二导频信号的电平最小。
根据本发明，所述前馈放大器的主放大器是由多个具有不同放大特性的辅助放大器形成的和所述主放大器的放大特性实际根据输入信号的电平变化，借此实现高功率效率的放大。
根据本发明的所述失真注入路径的前馈结构增加了需要具有输入相对输出功率性能足够线性度的辅助放大器的功率效率，因此，增强了所述前馈放大器的整体功率-供电效率。在这个例子中，通过并联连接具有不同饱和输出功率的多个放大器形成用于失真检测器的辅助放大器，所述前馈放大器的功率-供电效率被显著地增加了。
附图说明
图1的框图表示传统的前馈放大器件；
图2的框图表示根据本发明第一方面的一个实施例；
图3的框图表示根据本发明第二方面的一个实施例；
图4A表示放大器237a和237b输入与输出功率的特性关系曲线；
图4B表示功率-供电效率-输出功率特性；
图5的框图表示图2所示主放大器23的一个具体的例子；
图6的框图表示根据本发明第一和第二方面的组合的一个实施例；
图7的框图表示图5所示实施例的一个改进形式；
图8的框图表示根据本发明第三方面的一个实施例；
图9的框图表示根据本发明第三方面的另一个实施例；
图10的框图表示所述主放大器23的一个具体的例子；
图11A表示主放大器23的输出功率-输入功率特性关系曲线；
图11B表示功率-供电效率-输入功率特性；
图11C表示功率-提供-输出功率特性；
图12的框图表示主放大器23的另一个具体例子；
图13的框图表示根据本发明第一和第三方面的组合的一个实施例；
图14的框图表示本发明第一和第三方面合成的另一个实施例；
图15的框图表示被提供有平衡调节结构的图2实施例的改进形式；
图16的框图表示图15所示例子的一个改进形式；
图17的框图表示图15所示例子的另一个改进形式；
图18的框图表示图15所示例子的又一个改进形式；
图19的框图表示利用第一和第二导频信号附加提供环路平衡调节结构的图3所示实施例的一个改进形式；
图20的框图表示利用第一和第二导频信号附加提供环路平衡调节结构的图8所示实施例的一个改进形式。
具体实施方式
第一实施例
图2以方框图的形式表示本发明的第一实施例。其中，在传统前馈放大器中失真注入路径15的辅助放大器29构成前馈。构成前馈的辅助放大器此后将被称之为辅助前馈放大器。失真注入路径15包括：用于接收失真检测检测器13的输出的功率分配器35；由串联连接的电可变衰减器27a、电可变移相器28a和被提供有来自功率分配器35的两个输出中的一个的第一辅助放大器29a形成的一个路径；由串联连接的延迟线36和被提供有来自所述功率分配器35的另一个输出的反相器37形成的一个第三线性路径；功率合成/分配器38；由被提供有来自合成/分配器38的和输出的延迟线39形成的一个第四线性路径；由串联连接的电可变衰减器27b、电可变移相器28b和被提供有来自所述功率合成/分配器38的差输出的第二辅助放大器29b形成的一个路径；和用于合成这两个路径输出的功率合成器41。
利用所述失真注入路径15的辅助放大器29的前馈结构，使第一辅助放大器29a的半导体放大器件可以按除A类偏置状态外的一个状态高功率效率地工作；利用由电可变衰减器27a、电可变移相器28a、第一辅助放大器29a、延迟线36和反相器37构成的辅助失真检测器42检测由辅助放大器29a的高功率效率工作新引起的失真分量，因此检测的失真分量被用于消除在由电可变衰减器27a、电可变移相器28a、第二辅助放大器29b和延迟线39构成的辅助失真消除器43中由第一辅助放大器29a引起的失真分量。由此，可以由第一辅助放大器29a实现高功率效率放大。
按照所述辅助放大器的前馈结构，图2所示实施例的失真注入路径是由包含第一辅助放大器29a的失真检测器(此后称之为辅助失真检测器)42和包含第二辅助放大器29b的失真消除器(此后称之为辅助失真消除器)43形成的。这个辅助前馈放大器(42+43)的工作原理与所述传统前馈放大器的工作原理完全相同。即，由主放大器23引起的失真分量被馈送给所述辅助前馈放大器(42+43)，其中，利用所述失真注入路径15的辅助失真检测器42检测由第一辅助放大器29a新产生的失真分量和利用所述失真注入路径15的辅助失真消除器43消除所述新的失真分量而不会对来自主放大器23的失真分量产生任何影响。所述Doherty方法具有下述缺点，即在低饱和输出的放大器中产生非线性失真，但是在这个实施例中，由于输出补偿的减少所引起的频带外失真分量能够被所述前馈放大器的失真检测器和失真消除器充分抑制。
下面描述将B类推挽电路作为第一辅助放大器29a的第一个具体的例子。所述B类推挽电路被用做第一辅助放大器29a和A类放大器被用做第二辅助放大器29b。所述前馈放大器的功率-供电效率是其输出功率与提供给其功率的比值。由于所述第一具体例子利用主放大器23、第一辅助放大器29a和第二辅助放大器29b，所述功率-供电效率是它们的输出功率与所提供的功率的比值。下面将对这个具体例子的效果进行简要描述，这个效果是在与上述Nojima et al.Literature相同条件下获得的。
在主放大器的饱和输出是100W和第一辅助放大器29a的饱和输出是前者饱和输出的1/8的情况下，可以认为第二辅助放大器29b的饱和输出也是第一辅助放大器29a的饱和输出的1/8，因此是主放大器23的饱和输出的1/64。在主放大器23由12V漏极电压和10A漏极电流的B类推挽放大器形成和第一辅助放大器29a的漏极电压和电流分别是约10V和3A的情况下，如果第二辅助放大器29b的漏极电压被设置在10V，其漏极电流估计约为0.3A。因此，提供给第一具体例子中所述前馈放大器的功率估计为153W左右，这大约是在现有技术中可以获得的功率的二分之一，并且功率-供电效率在10％左右，即比现有技术高两倍。由此，所述前馈放大器的整体功率效率通过利用B类推挽放大器作为第一辅助放大器29a进行高效率放大而得到改善。
在利用F类放大器作为第一辅助放大器29a的第二具体例子中，主放大器23由0B类推挽放大器形成和所述前馈放大器的功率转换效率估计与第一具体例子相同。在主放大器23的漏极电压和电流分别是12V和10A及第一辅助放大器29a的漏极电压和电流分别是约10V和2A的情况下，如果第二辅助放大器29b的漏极电压是10V，那么其漏极电流估计近似为0.3A。因此，在第二具体例子中提供给所述前馈放大器的功率估计近似为143W，这少于第一具体的例子，估计功率-供电效率约增加12％。由此，通过利用A类放大器作为所述第一辅助放大器29a进行高效放大可以改善所述前馈放大器的整体功率-供电效率。
在利用C类放大器作为第一辅助放大器29a第三个具体的例子中，主放大器23由B类推挽放大器形成和所述前馈放大器的功率-供电效率估计与第一具体的例子相同。在主放大器23的漏极电压和电流分别是约12V和10A和第一辅助放大器29a的漏极电压和电流分别是10V和2A的情况下，如果第二辅助放大器29b的漏极电压是10V，那么，其漏极电流估计为近似0.3A。因此，提供给第二具体例子中的所述前馈放大器的功率近似为143W，这是在现有技术中可以获得的功率的二分之一，功率-供电效率增加大约12％。这是所述路径中功率效率的两倍。由此，通过利用A类放大器作为第一辅助放大器29a进行高功率效率放大可以改善所述前馈放大器的整体功率-供电效率。
第二实施例
图3一框图的形式表示本发明的第二实施例。这个实施例对于主放大器23利用采用所述Doherty方法的多个不同饱和输出功率放大器的并联连接实现比利用单个放大器形成所述主放大器23的情况更高的功率-供电效率。即，在这个实施例中，所述主放大器23是通过并联两个不同的放大特性的放大器237a和237b形成的。所述放大器237a和237b被提供有不同的功率。具体地说，直接从DC电源231向放大器237a提供功率，而经过电阻器238向放大器237b提供功率，由于经过电阻器238，所以其供电电压低于提供给放大器237a的电压。结果是设定放大器237a比放大器237b具有较高饱和电压的放大特性。假设放大器237a和237b是由相同类型的半导体放大器件形成的。但是，实际上能够利用不同类型的半导体放大器件。
图4A表示如上所述被提供有不同电压的放大器237a和237b的输入-输出特性之间的关系。如图4A所示，放大器237a的饱和输出功率高于放大器237b的饱和输出功率。相对于主放大器23来讲，放大器237a或237b对所述输入功率幅值进行功率放大的类型不同。例如在利用所述Doherty方法的情况下，放大器237b放大平均功率或其附近的频率的信号。放大器237a放大充分高于所述平均功率的频率的信号。虽然取决于由放大器237a放大的信号的发生频率，但是放大器237a的工作时间变得比现有技术中建立足够大输出补偿情况下所需的时间短。这意味着所述放大器的功率-供电效率可以根据输入给所述主放大器的输入信号幅值的频率分布而增加。
图4B描述了两个放大器的功率-供电效率相对于输出功率的特性。可以说根据本发明的前馈放大器的功率-供电效率高于利用输出补偿的传统方法的情况。通过在低峰值功率情况下暂停向放大器237a提供电压，可以进一步增强主放大器的功率-供电效率。
由于在放大器237b中没有建立足够的输出补偿，就出现了一个问题，即频带外的失真功率增加；但是，所述前馈结构使得能够抑制在放大器237b中发生的失真。因此，在实现比利用传统输出补偿方案设计所述主放大器情况下更高功率效率的同时能够提供与利用现有技术中可以获得的相同的失真补偿能力。
如上所述，根据本发明的第二实施例，所述前馈放大器的主放大器是由并联连接的多个具有不同饱和输出功率特性的放大器形成的。所述饱和输出功率取决于形成所述放大器的半导体放大器件的栅极、基极、漏极和集电极电压。利用并联连接的不同饱和输出的多个放大器，可以选择与所述放大器的输入信号的峰值(功率)与平均功率比值对应的饱和输出的放大器。
图5以框图的形式描述了图3所示第二实施例的主放大器23的一种改进形式。主放大器23的输入信号由失真耦合器232分配，然后包络检波器233对所分配的主放大器输入信号的包络检波，控制电路234根据所检测包络的电平控制直流电源转换器235a和235b的输出电压。即来自DC电源231的输出电压被经过直流电源转换器235a和235b提供给放大器237a和237b。直流电源转换器235b的输出电压被设置得低于直流电源转换器235a的输出电压。来自定向耦合232的其输出信号被定向耦合236分配到放大器237a和237b的输入端，它们的输出被定向耦合238合成以从主放大器23提供输出。与图3所示的实施例比较，所示的改进提供了一个优点，即能够更加有效地避免发生频带外的失真分量并实现主放大器23的更高功率效率放大，并因此使得对其输出功率能进行控制。
图6以框图的形式描述了一个实施例，在该实施例中，图5所示经过改善的放大器结构被应用到图2所示第一实施例的主放大器23中。即，在这个实施例中，所述主放大器具有图5所示的结构和所述失真注入路径具有图2所描述的前馈结构。图6所示的结构使得利用第一辅助放大器29a能对失真进行补偿并使之能将其应用到诸如B类工作的用于高功率效率放大的工作状态中。由于所述辅助放大器的功率效率可以被如此地进行改善，所以可以进一步增加所述前馈放大器的功率效率。
图7以框图的形式表示根据本发明第二方面的另一个实施例。该实施例将图5所示的放大器结构应用到图6所示实施例中具有前馈结构的失真注入路径的第一辅助放大器29a上。即，第一辅助放大器29a由并联连接的放大器29a1和29a2形成，来自DC电源291的输出电压被提供给直流电源转换器2951和2952，并且从直流电源转换器2951和2952向放大器29a1和29a2提供不同的电压。利用包络检波器93对输入给第一辅助放大器29a的输入信号的包络进行检波，并利用控制器294根据所检测的包络电平控制直流电源转换器2951和2952的输出电压。这个电路结构改善了第一辅助放大器29a的功率-供电效率以及主放大器23的功率-供电效率，提供了增加的前馈放大器的功率-供电效率。
当在上述中所述主放大器23和所述辅助放大器29a中的每一个都是由放大器形成时，从上面的描述中很容易理解，对它们中的每一个利用三个或更多放大器也能够改善所述前馈放大器的功率-供电效率。
第三实施例
图8以框图的形式表示根据本发明的第三方面的一个实施例。在图3、5、6和7所示的实施例中，主放大器23是由两个放大器237a和237b形成的，它们设置不同的放大特性(不同的饱和输出功率)，利用输入信号电平的包络控制这些放大特性(饱和输出功率)。在图8的实施例中，利用输入信号电平的包络控制形成前馈放大器中主放大器23的一个半导体放大器件237的饱和电压。经过定向耦合232向包络检波器233提供由功率分配器31提供给主放大器传输路径11的输入信号。在这个例子中的包络检波器233是由利用一个频率下拉转换器的接收器形成的。另外，其还可以是利用一个用于检测峰值功率的二极管的检测器。包络检波器233的输出被提供给控制电路234。控制电路234控制功率转换器235。功率转换器235可以是诸如高功率转换效率的直流电源转换器或晶体管的下拉器(dropper)。这个控制通道控制将被提供给形成主放大器23的半导体放大调节器件的饱和电压。
代替将提供给电可变衰减器21的输入信号提供给包络检波器233，输入给主放大器23的信号可以在如图8所示虚线指出的分配之后提供给包络检波器233。另外，在产生用于所述前馈放大器输入信号过程中来自低频级的正交调制器的输出可以被分配为用于输入给包络检波器233的输入信号，如图9所示。因此，除了前者没有利用定向耦合232以外，图9所示的实施例与图8所示实施例结构上完全相同。
对形成主放大器23的半导体放大器件的电压控制导致其输出信号在幅值和相位方面的变化。这种变化可通过电可变衰减器21和电可变移相器22的动态控制进行处理。
如上所述，通过将第一实施例应用到图8(和图9)所示的实施例中以利用用于辅助放大器和用于所述前馈放大器的失真注入路径的前馈结构，能够避免由所述辅助放大器另外引起的非线性失真，并且所述辅助放大器可以工作在除A类偏置状态以外的偏置状态能够提良好功率-供电效率。由于与形成所述主放大器的半导体放大器件电压控制相结合，所述前馈结构的利用保证了整体功率-供电效率的增加。
下面看图10，将结合主放大器23描述图3、5、6和7中放大器、图7的放大器237a和237b、图7的放大器29a和29b、图8和9中的主放大器23的漏极电压控制。到主放大器23的输入经过输入匹配电路2371被提供给第一级FET2372的栅极；FET2372的漏极输出经过级间匹配电路2373被提供给第二级FET2374的栅极；FET2374的漏极输出经过级间匹配电路2375被提供给第三级FET 2376的栅极；FET2376的漏极输出经过输出匹配电路2377提供作为主放大器23的输出。FET2376的漏极被提供有来自直流电源转换器235的输出VD；FET2372和2374的漏极被分别提供有固定漏极电压VD1和VD2；FET2372、2374和2376的栅极分别被提供有固定栅极电压VG1、VG2和VG3。
如上所述，主放大器23是由FET2372、2374和2376三级形成的和在最后级的FET2376上执行漏极电压控制，但是由于所述放大器通常形成多级，所以控制可以在任何一级进行。图11A表示主放大器23的输出功率特性。所述漏极电压VD被选择为6.8V和10V。所述曲线图中的工作点表示对应于各漏极电压的FET的工作点。图11B表示与输入功率相关的功率效率特性。所利用的条件与图11A所示相同。如能够从图11A和11B理解的，通过根据到主放大器23的输入信号电平对漏极电压进行控制，即如果输入功率很低通过减少所述漏极电压，可以实现所述主放大器的高功率效率。图11C表示所述功率效率特性与输出功率之间的关系。利用传统的固定漏极电压，如实线所示，所述功率效率随着输出功率的变化而急剧减少，但是，根据本发明，通过如虚线所示的漏极电压控制，不管输出功率如何，所述功率效率可以增加一定的程度。
在上述实施例以利用所述FET进行描述的同时，可以利用双极晶体管实现与上述相同的效果。
其偏压受到控制的主放大器23的结构的例子示于图12，其中，与图10所示对应的部分利用相同的标号表示。图12描述了控制FET2376栅极电压的一个例子。通过栅极电压控制改善功率效率的效果与漏极电压控制的情况实际相同。在最后级的FET2376中栅极电压受到控制，但是，也可以在第一或中间级进行控制。由于基本上没有电流流过栅极端，所以，用于栅极电压控制的直流电源转换器235可以由利用例如电容器的非常简单的结构构成。虽然在上述实施例结合利用所述FET进行描述，但利用所述双极晶体管可以获得相同的效果。
与逻辑电压控制比较，所述栅极电压控制将导致主放大器23非线性失真增加。利用自适应算法或类似算法以利用失真检测器13中的电可变衰减器21和电可变移相器22消除所增加的非线性失真的方式调节所增加的非线性失真。
如图10和12所示，电压VD被从所述电压转换器提供给图5到9所示主放大器23中的共射级或共源极半导体放大器件237(237a、237b)的集电极或漏极端并根据所述主放大器的输入信号包络控制所提供的这个电压，从而使半导体放大器件237始终处位于高功率-供电效率的工作点处。利用所述前馈放大器的功能补偿由这个放大器工作引起的非线性失真。结果是在没有严重增加失真的情况下能够改善所述主放大器的功率效率。
在将电压VD从所述电压转换器施加给主放大器23中射极或源极接地的半导体放大器件的基极或栅极端并根据主放大器23的输入信号包络控制所施加电压的情况下也可以获得与上述相同的结果。
图13以框图的形式表示前馈放大器的一个实施例，在这个实施例中，图2所示第一实施例中的第一辅助放大器具有与图8所示第三实施例中主放大器23相同的结构。在这个实施例中，失真注入路径15的第一辅助放大器29(图1)具有图2所示的前馈结构，所述电压经过直流电源转换器295被施加给形成这个辅助前馈放大器的第一辅助放大器29a，功率分配器35的输出信号被定向耦合292一分为二；其中的一个输出信号被馈送给电可变衰减器27a，另一个被包络检波器293进行包络检波，控制电路294根据所述包络电平控制所述直流电源转换器295。
所述包络检波器可以是由二极管或类似装置形成的峰值功率检测器。根据所检测信号，控制电路294控制直流电源转换器295或晶体管下拉器。这控制了将被施加给形成辅助放大器29a的半导体放大器件的电压。如虚线所指出的，输入给辅助放大器29a的信号可以在施加给其和馈送给包络检波器293之前被立即分配。此外，将施加给图12所示辅助放大器29a的电压的控制可以用于漏极电压控制和栅极电压控制。
如图14所示，图13所示实施例的主放大器23可以被结构得如图8所示实施例的情况一样执行电压控制。按这种方式，将被馈送给主放大器23和辅助放大器29a的电压受不同控制电路的单独控制。关于用于形成主放大器23和辅助放大器29A的半导体放大器件237的电压控制方法，当放大器由所述FET形成时，它们的漏极或栅极电压可以受到控制。此外，它们的漏极和栅极电压可以同时被控制。这就使得利用漏极电压控制和栅极电压控制通过组合功率效率的最佳点能使所述前馈放大器的功率-供电效率最佳化。类似地，当利用双极晶体管时，它们的集电极和基极电压可以受到控制。并且，所述集电极和基极电压可以在同时受到控制。在这种情况下，通过利用漏极电压控制和栅极电压控制组合与功率效率的最佳点可以使所述前馈放大器的功率-供电效率最大。
如图13和14所示，根据将被施加给所述辅助放大器的输入信号可以控制将被施加给形成辅助失真检测器42的辅助放大器29a的射极-或源极接地的半导体放大器件的集电极或漏极、或基极或栅极的电压，借此，可以在不削弱其功率-供电效率的情况下改善所述辅助放大器的功率效率，提供增强的所述前馈放大器的功率-供电效率。此外，辅助放大器(第一辅助放大器)29a能够执行除A类偏置以外的B、C、E或F类高功率效率操作。
第四实施例
另外，上述失真检测器13和失真消除器16需要控制它们各自回路的电可变衰减器和电可变移相器，以便产生幅值相等但相位延迟除180°以外的信号。通常，所述前馈放大器非线性失真的抑制量取决于通过调节所述电可变衰减器和所述电可变移相器形成的所述回路的平衡。在日本专利申请公开公报No.1-198809、发明名称为“用于前馈放大器的自动调节”中披露了它们调节的精度。例如，获得高于30dB失真抑制量所需的相位和幅值偏移分别少于±2°和±0.3dB；因此，可以说，严格的条件被强加在失真检测器和失真消除器传输特性的平衡上以及它们调节的实施上。实际上，保持所述失真检测器和所述失真消除器的良好平衡是非常困难的。即使它们的初始状态是良好的，但是由于所述放大器的特性随着环境温度、电源电压等的变化而变化，所以将它们长时间稳定地保持在良好平衡状态是非常困难的。
为了将前馈放大器中的所述失真检测器和所述失真消除器高精度地保持在良好的平衡状态，例如在上述的日本专利公开公报申请No.1-198809中己建议一种利用导频信号进行自动调节的方法。在日本电子信息和通信工程的学院技术报告，RCS90-4，1990中由Toshio Nojima和Shouich Narahashi发表的“超低失真、多频公用放大器…自调节前馈放大器(SAFF-A)”披露了这种方法的实际执行。
这种自动调节方法中的任何一种被应用到抑制由主放大器引起的非线性失真这种类型的前馈放大器上。在下面将要描述本发明第四实施例中，具有上述用于高效放大前馈结构失真注入路径的前馈放大器适合于利用导频信号进行自调节。
图15以框图的形式表示本发明的第四实施例，该实施例利用三个导频信号调节失真检测器13、失真消除器16、辅助失真检测器42和辅助失真消除器43中每一个回路的平衡。这个实施例的前馈放大器还包括图2所示的结构：用于在所述放大器输入一侧产生第一导频信号P1的第一导频信号发生器45；用于将第一导频信号注入所述放大器输入端的定向耦合器46；用于产生将被注入到主放大器23多级之间的第二导频信号P2的第二导频信号发生器47；用于从失真注入路径15提取第一导频信号的定向耦合器48；用于检测由定向耦合器48提取的第一导频信号P1的电平的第一导频信号检测器49；***在形成辅助放大器的所述辅助前馈放大器中辅助失真检测器42的第一辅助线性路径15a2中的电可变衰减器17和电可变移相器18；用于将第三导频信号P3注入到第一辅助放大器29a多级之间的第三导频信号发生器51；用于从所述辅助前馈放大器的失真注入路径15b2提取第二导频信号P2定向耦合器52；用于检测由定向耦合器52提取的第二导频信号电平的第二导频信号检测器53；用于从所述辅助前馈放大器的输出中提取第三导频信号P3的定向耦合器54；用于从功率合成器33的输出中提取第二导频信号的定向耦合器56；用于检测由方向耦合56提取的第二导频信号电平的第二导频信号检测器57；和用于以使由第一导频信号检测器49、第二导频信号检测器53和57以及第三导频信号检测器55检测的导频信号电平最小的方式对电可变衰减器和电可变移相器对21-22、27a-28a、27b-28b和17-18进行控制的控制器34。
辅助失真检测器42包括：由电可变衰减器27a、电可变移相器28a和第一辅助放大器29a组成的第一辅助放大器路径15a1和由电可变衰减器17、电可变移相器18和反相器37组成的第三线性路径15a2。辅助失真检测器42检测在第一辅助放大器29a中发生的失真分量。失真消除器43包括：包含延迟线39的第四线性路径15b1；和包含电可变衰减器27b、电可变移相器28b和第二辅助放大器27b的辅助失真注入路径15b2。失真消除器43将由辅助失真检测器42检测的失真分量经过第二辅助放大器29b注入到功率合成器41中以与第二辅助线性路径15b1中的失真分量相位相反、幅值相等和延迟的方式注入到中，借此以抑制由第一辅助放大器29a引起的失真分量。
利用失真注入路径15的前馈结构的辅助放大器29，形成第一辅助放大器29a的半导体放大器件能够高效工作在除A类偏置状态的(B、C、E或F类)工作状态，利用辅助失真检测器42检测由于高效工作由第一辅助放大器29a新引起的失真分量，和在辅助失真消除器43中利用所检测的失真分量消除来自第一辅助放大器29a的被放大输出中的由放大器29a产生的失真分量。因此，第一辅助放大器29a能够执行高功率效率的放大。
在辅助失真检测器42中新装设的电可变衰减器17和电可变移相器18意在单独调节失真消除器16的回路的平衡，失真消除器16由包含延迟线26的路径14和包含电可变衰减器27a、电可变移相器28a、第一辅助放大器29a和延迟线39以及辅助失真检测器42的回路构成。
如下面将要描述的，在这个实施例的前馈放大器中，利用三个导频信号以平衡失真检测器13、辅助失真检测器42、辅助失真消除器43和失真消除器16中每一个的回路。
步骤1：来自第一导频信号发生器45的第一导频信号P1经过在所述前馈放大器输入一侧的定向耦合器46被提供给失真检测器13。利用***到失真注入路径15中的定向耦合器48提取作为失真而检测的第一导频信号，利用第一导频信号检测器49检测所提取导频信号P1的电平。控制器34以使所检测的第一导频信号P1的电平最小的方式控制电可变衰减器21的衰减量和电可变移相器22的相移量，借此达到失真检测器13回路的平衡。
步骤2：来自第二导频信号发生器47的第二导频信号P2被注入到主放大器23，由辅助失真检测器42作为失真而检测的第二导频信号P2被***在失真注入路径15b2中提供的定向耦合器52提取，并利用第二导频信号检测器53检测所提取的第二导频信号的电平。控制器34以使所检测的第二导频信号的电平最小的方式控制电可变衰减器17和电可变移相器18，借此达到辅助失真检测器42的回路平衡。在电可变衰减器27a和17的衰减量之间的关系(数值差)和其时在电可变移相器28a和18的相移量之间的关系(数值差)被保存。
步骤3：来自第三导频信号放大器51的第三导频信号被注入到第一辅助放大器29a，利用第三导频信号检测器55检测由在辅助失真消除器43输出一侧装设的定向耦合器54提取的第三导频信号P3的电平，和控制器34以使所检测的第三导频信号P3的电平最小的方式控制电可变衰减器27b和电可变移相器28b，借此达到辅助失真消除器43的回路平衡。
步骤4：第二导频信号P2被注入主放大器23，利用第二导频信号检测器57检测由在所述前馈放大器输出一侧提供的定向耦合器56提取的第二导频信号的电平。控制器34控制电可变衰减器27a和电可变移相器28a，从而使所述检测的第二导频信号P2的电平最小；此时，还以保持在步骤2中保存的与电可变衰减器27a和电可变移相器28a未改变的关系的方式控制电可变衰减器17和电可变移相器18。
可以重复上述步骤2、3和4。
例如，当主放大器23和第一辅助放大器29a中的每一个都是由图10或12所示的多级放大器件形成时，利用例如连接在所述放大器件之间的一个级间匹配电路2375向其注入第二和第三导频信号。具体地说，由于所述级间匹配电路通常是由串联连接的多个输入和输出匹配电路形成的，所以，所述导频信号只需要被注入给它们的连接点。
图16以框图的形式表示另一个实施例，该实施例利用4个导频信号调节各回路的平衡，与图15所示对应的部分以相同的标号表示。虽然图15所示实施例利用用于调节失真消除器16和辅助失真消除器42的第二导频信号，本实施例则为了调节辅助失真消除器42的回路新利用了用于产生到第四导频信号P4的第四导频信号放大器62、用于将第四导频信号P4施加到辅助失真检测器42输入端的定向耦合器61和取代图15所示第二导频信号检测器53的第四导频信号检测器53′。
来自第四导频信号发生器64的第四导频信号P4经过定向耦合51被馈送给辅助失真检测器42的功率分配器35。利用定向耦合器52提取第四导频信号，并利用第四导频信号检测器53′检测第四导频信号P4的电平。控制器34以使所检测的第四导频信号P4的电平最小的方式控制电可变衰减器17和电可变移相器18。除了上面的描述以外这个实施例与图15所示的结构相同。
如上所述，图16所示实施例的前馈放大器利用4个导频信号达到失真检测器13、辅助失真检测器42、辅助失真消除器43和失真消除器16等各回路的平衡。调节顺序与图15所示实施例相同。
图17以框图的形式表示图15所示实施例的另一种改进，在该实施例中，与图15所示对应的部分利用相同的标号。在这个实施例的前馈放大器中，用于调节失真消除器16的电可变衰减器27和电可变移相器28被***在前馈结构的辅助放大器(42+43)外侧的失真注入路径15中而不是在辅助放大器路径15a1中。由功率合成/分配器32分配的失真分量经过电可变衰减器27和电可变移相器28被提供给辅助失真检测器42的功率分配器35。由功率分配器35分配的两个信号中的一个被提供给包含延迟线64和第一辅助放大器29a的第一辅助放大路径15a1，另一个信号被提供给包含电可变衰减器17、电可变移相器18和反相器37的第三线性路径15a2。两个路径的输出都被施加到功率合成器/分配器38。除了上述以外，这个实施例与图15所示实施例相同。
这个实施例的前馈放大器利用下述操作利用3个导频信号调节失真检测器14、失真消除器16、辅助失真检测器42和辅助失真消除器43等各回路的平衡。
步骤1：来自第一导频信号发生器45的第一导频信号P1经过在所述前馈放大器输入一侧提供的定向耦合器46被提供给失真检测器13。作为失真所检测的第一导频信号P1被***在失真注入路径15中的定向耦合器48提取，第一导频信号检测器49检测所提取的第一导频信号P1的电平。控制器34以使所检测的第一导频信号P1的电平最小的方式控制电可变衰减器21的衰减量和电可变移相器22的相移量，以平衡失真检测器13的回路。
步骤2：来自第二导频信号发生器47的第二导频信号P2被注入到主放大器23，然后由***在辅助失真注入路径15b2中的定向耦合器52提取作为失真由失真检测器42检测的第二导频信号P2，第二导频信号检测器53检测所提取的第二导频信号P2的电平。控制器34以使所检测的第二导频信号的电平最小的方式控制电可变衰减器17和电可变移相器18，借此平衡辅助失真检测器42的回路的平衡。
步骤3：来自第三导频信号放大器51的第三导频信号P3被注入第一辅助放大器29a，然后，第三导频信号检测器55检测由在辅助失真消除器43输出一侧提供的定向耦合器54提取的第三导频信号P3的电平，控制器34以使所检测的第三导频信号P3的电平最小的方式控制电可变衰减器27b和电可变移相器28b，借此以平衡辅助失真消除器43的回路。
步骤4：第二导频信号P2被注入主放大器23，利用第二导频信号检测器57检测由在所述前馈放大器输出一侧提供的定向耦合器56提取的第二导频信号P2的电平。控制器34以使所检测的第二导频信号P2的电平最小的方式控制电可变衰减器27a和电可变移相器28a，借此以平衡失真检测器16的回路。
如上所述，从辅助失真检测器42的第一辅助放大路径15a1中取消了在图15和16实施例中的电可变衰减器27a和电可变移相器28a，但是，代替它们的是***在辅助失真检测器42输入一侧中的电可变衰减器27和电可变移相器28，因此，根据所检测的第二导频信号P2电平，即使是通过控制电可变衰减器27和电可变移相器28，辅助失真检测器42的平衡也没有遭到破坏。因此，各回路的平衡可以被彼此单独地进行调节。
图18表示图17所示实施例的改进形式，该实施例利用第四导频信号代替第二导频信号调节图16所示实施例中的辅助失真检测器42回路的平衡。与图17对应的部分标记相同的标号。在图18的实施例中，定向耦合16被***在电可变移相器28和功率分配器35之间，来自第四导频信号发生器62的第四导频信号P4经过定向耦合61被馈送给功率分配器35。第四导频信号检测器53′检测经过定向耦合器52提供的第四导频信号P4的电平，控制器34控制电可变衰减器18和电可变移相器18，从使所检测的第四导频信号P4的电平最小。在其其方面，这个实施例与图17所示的实施例相同。
在这个实施例的前馈放大器中，由于作为用于辅助失真检测器42的回路调节装置的电可变衰减器17和电可变移相器18的使用与作为用于图17所示实施例所示失真检测器16的回路检测装置的电可变衰减器27和电可变移相器28无关，所以，辅助失真检测器42和失真消除器16的回路可以被彼此单独地进行调节。
如上所述，在图15到18所示的实施例中，所述辅助放大器可以通过前馈结构的失真注入路径高效地进行放大，并可以抑制由于高效放大而导致的失真分量。由于失真注入路径的前馈结构，利用4个导频信号中的一个以使信号电平最小的方式控制4个回路中每一个回路中的电可变衰减器和电可变移相器，借此以达到该回路的平衡这就能对由主放大器引起的失真分量和由辅助放大器引起的失真分量进行补偿，因此，使所述半导体放大器件能够形成工作于除A类状态以外的高效放大状态的第一辅助放大器。
第五实施例
在图15到18所示的实施例中，用于调节每个回路的配置被附加提供在该实施例中，在该实施例中，利用前馈放大器形成失真消除器16的辅助放大器，但是，所述回路调节配置可以利用公知的方法简单添加到图3、8和9所示的实施例中。这将在下面描述。
图19以框图的形式表示利用图3所示实施例的第一和第二导频信号适于调节各回路平衡的实施例。来自第一导频信号发生器45的第一导频信号P1经过定向耦合器46被提供给功率分配器31。***在失真消除器16的失真注入路径15中的定向耦合器48提取第一导频信号P1，然后，第一导频信号检测器49检测第一导频信号P1的电平，控制器34控制电可变衰减器21和电可变移相器22。接着，来自第二导频信号发生器47的第二导频信号P2经过***在主放大器23输入一侧的定向耦合58被施加到主放大器23上。***在功率合成器33输出一侧的定向耦合器56提取第二导频信号P2，第二导频信号检测器57检测第二导频信号P2的电平。控制器34控制电可变衰减器27和电可变移相器28，借此使所检测的第二导频信号P2的电平最小。
图20以框图的形式表示一个实施例，在该实施例中，用于如图19所示实施例利用第一和第二导频信号调节回路平衡的配置被添加到图8所示的实施例中，在这个实施例中，利用输入信号包络控制一个放大器237的饱和电压，第二导频信号被注入到放大器237。每个回路的平衡与图19所示一样的方式进行调节，因此不再赘述。图19所示的实施例也可以被添加利用第一和第二导频信号控制失真检测器13和失真消除器16回路平衡的配置。
图15到20所述实施例的每一个中控制部分23的控制算法可以利用传统的扰动、最小平方估算或类似的自适应算法实施。通常，所述前馈放大器各回路的平衡随着电源电压和设备温度等的变化而变化。这些变化的小时变化率是相当低的。因此，，花很多时间集中寻求在最佳值的控制算法可充分适用于控制根据本发明的所述前馈放大器。
在上述的实施例中，利用包含诸如电可变电压电阻器的其电阻值可电控的器件的一个电路形成电可变衰减器，利用包含诸如电可变电压电容器件的其电容值可电控的一个电路形成电可变移相器。这些电可变衰减器和电可变移相器由控制器34按照执行前述控制操作的控制程序进行控制。
在图15到18和图20的实施例中，第二导频信号P2被注入到主放大器23的多级之间；这个方法最简单因此最好。从理论上讲，第二导频信号P2可以被注入到主放大器路径11的任何地方，但是，如果没有被注入到主放大器23的多级之间，所述导频信号最好被经过图19所述定向耦合提供给主放大器23的输入一侧。图15到18所述实施例中的第三导频信号P3也可以被注入到辅助放大器路径15a1的任何地方。
图15到20所示实施例中的导频信号P1、P2、P3(和P4)可以是以不同频率建立的非调制波、相同频率但利用不同调制波调制的载波，或相同载波但由不同扩展码扩展的调制版本。用于利用非调制波的导频信号的导频信号检测器是由例如利用带通滤波器对导频信号进行限制并利用二极管或类似电平检测器检测滤波器输出的一种窄带电平检测器形成的。用于利用调制波的导频信号的导频信号检测器是由用于将导频信号的频带经频率转换成基带的频率转换器和用于对经过频率转换的基带信号解调的解调器形成的。与利用非调制波的导频信号比较，利用调制波的导频信号能对各种上干扰和噪声应用均衡、误差校正和类似处理。因此，每个回路能够利用较少的导频信号功率被平衡。用于利用扩展码的导频信号的导频信号检测器包括用于将导频信号的频带经频率转换成所述基带的频率转换器、用于去扩展经过频率转换的基带信号的去扩展器和用于解调去扩展信号的解调器。因此，根据本发明的前馈放大器的自动调节可以被应用于各种导频信号。
本发明的效果
如上所述，根据本发明的第一个方面，所述前馈放大器具有前馈结构的辅助放大器能够抑制由辅助放大器产生的失真分量。因此，即使，使辅助前馈放大器的第一辅助放大器高效执行除A类以外的放大操作，所导致的失真也能够被消除。因此，可以实现高功率-供电效率的前馈放大器。
根据本发明的第二方面，所述前馈放大器的主放大器其构成具有多种放大特性，这些放大特性能够根据输入信号切换从而保证增加功率-供电效率。
由此，根据本发明第一和/或第二方面的前馈放大器能够具有较低的功耗并因此使所述放大器装置小型化。

Claims (9)

1.一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，该前馈放大器包括：
一个主放大器失真检测器，包括用于放大和传输提供给其输入信号的一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；和用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将所述合成输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和
主放大器失真消除器，包括被提供有所述主信号分量并线性传输其第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径输出与所述主放大器失真注入路径输出的主放大器功率合成器；
其中，所述辅助放大器装置包括：
辅助放大器失真检测装置，包括用于将所述主放大器失真分量一分为二的辅助放大器功率分配器；用于放大和传输两个被分配的主放大器失真分量中的一个并包含第一辅助放大器的辅助放大器路径；用于线性地传输所述两个被分配的主放大器失真分量中的另一个的第三线性路径；和用于合成所述辅助放大器路径和所述第三线性路径的输出并用于输出分别作为辅助放大器主信号分量和辅助放大器失真分量的所述合成输出的和分量与差分量的辅助放大器功率合成器/分配器；和
辅助放大器失真消除器，包括：被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器主信号分量并用于线性传输所述辅助放大器主信号分量的第四线性路径；被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器失真分量并用于放大和传输所述辅助放大器失真分量的辅助放大器失真注入路径；和用于合成所述第四线性路径和所述辅助放大器失真注入路径的输出并用于将合成的输出作为所述主放大器注入路径的输出提供给所述主放大器功率合成器的辅助放大器功率合成器，
其中，该前馈放大器还包括：
在所述主放大器路径(11)中***的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)；
在所述辅助放大器路径中***的第二电可变衰减器装置(27a)和第二电可变移相器装置(28a)；
在所述辅助放大器失真注入路径中***的第三电可变衰减器装置(27b)和第三电可变移相器装置(28b)；
在所述第三线性路径(15a2)中***的第四电可变衰减器装置(17)和第四电可变移相器装置(18)；
***到所述主放大器失真检测器(13)输入路径中用于向其提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；
***在所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中用于检测所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；
***在所述主放大器路径(11)中并用于向其注入第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；
***在来自所述主放大器失真消除器(16)的输出路径中用于检测所述第二导频信号的第一第二导频信号检测装置(56、57)；
***在所述辅助放大器路径(15a1)中用于向其注入第三导频信号的第三导频信号发生器装置(51)；
***在来自所述辅助放大器失真消除器(42)输出路径中用于检测所述第三导频信号的第三导频信号检测装置(54、55)；
***在所述辅助放大器失真注入路径(15b2)中用于检测所述第二导频信号的第二第二导频信号检测装置(52、53)；和
控制装置(34)，用于控制所述第一电可变衰减器装置(21)和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小、用于控制所述第四电可变衰减器装置(17)和第四电可变移相器装置(18)以使由所述第二第二导频信号检测装置(52、53)检测的所述第二导频信号的电平最小、用于控制所述第三电可变衰减器装置(27b)和所述第三电可变移相器装置(28b)以使由所述第三导频信号检测装置(54、55)检测的所述第三导频信号的电平最小、用于控制所述第二电可变衰减器装置(27a)和所述第二电可变移相器装置(28a)以使由所述第一第二导频信号检测装置(56、57)检测的所述第二导频信号的电平最小和用于控制分别与所述第四电可变衰减器(17)和第四电可变移相器装置(18)相关的所述第二电可变衰减器装置(27a)和所述第二电可变移相器装置(28a)的控制量。
2.一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，所述前馈放大器包括：
一个主放大器失真检测器，包括用于放大和传输提供给其输入信号的一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；和用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将所述合成输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和
主放大器失真消除器，包括被提供有所述主信号分量并线性传输其第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径输出与所述主放大器失真注入路径输出的主放大器功率合成器；
其中，所述辅助放大器装置包括：
辅助放大器失真检测装置，包括用于将所述主放大器失真分量一分为二的辅助放大器功率分配器；用于放大和传输两个被分配的主放大器失真分量中的一个并包含第一辅助放大器的辅助放大器路径；用于线性地传输所述两个被分配的主放大器失真分量中的另一个的第三线性路径；和用于合成所述辅助放大器路径和所述第三线性路径的输出并用于输出分别作为辅助放大器主信号分量和辅助放大器失真分量的所述合成输出的和分量与差分量的辅助放大器功率合成器/分配器；和
辅助放大器失真消除器，包括：被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器主信号分量并用于线性传输所述辅助放大器主信号分量的第四线性路径；被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器失真分量并用于放大和传输所述辅助放大器失真分量的辅助放大器失真注入路径；和用于合成所述第四线性路径和所述辅助放大器失真注入路径的输出并用于将合成的输出作为所述主放大器注入路径的输出提供给所述主放大器功率合成器的辅助放大器功率合成器，
其中，该前馈放大器还包括：
在所述主放大器路径(11)中的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)；
在所述辅助放大器路径中的第二电可变衰减器装置(27a)和第二电可变移相器装置(28a)；
在所述辅助放大器失真注入路径中的第三可变衰减器装置(27b)和第三可变移相器装置(28b)；
***在所述第三线性路径(15a2)中的第四电可变衰减器装置(17)和第四电可变移相器装置(18)；
***在到所述主放大器失真检测器(13)的输入路径中并用于向其提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；
***在到所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中并用于检测所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；
***在所述主放大器路径(11)中并用于向其注入第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；
***在所述主放大器失真消除器(16)的输出路径中并用于检测所述第二导频信号的第二导频信号检测装置(56、57)；
***在所述辅助放大器路径(15a1)的用于向其注入第三导频信号的第三导频信号发生器装置(51)；
***在所述辅助放大器失真消除器(43)的输出路径中并用于检测所述第三导频信号的第三导频信号检测装置(54、55)；
***在到所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中并用于向其提供第四导频信号的第四导频信号发生器装置(61、62)；
***在所述辅助放大器失真注入路径(15b2)中并用于检测所述第四导频信号的第四导频信号检测装置(52、53’)；和
控制装置(34)，用于控制所述第一电可变衰减器装置(21)和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小、用于控制所述第四电可变衰减器装置(17)和所述第四电可变移相器装置(18)以使由所述第四导频信号检测装置(52、53)检测的所述第二导频信号的电平最小、用于控制所述第三电可变衰减器装置(27b)和所述第三电可变移相器装置(28b)以使由所述第三导频信号检测装置(54、55)检测的第三导频信号的电平最小、用于控制所述第二电可变衰减器装置(27a)和所述第二电可变移相器装置(28a)以使由所述第二导频信号检测装置(56、57)检测的所述第二导频信号电平最小和用于控制分别与所述第四电可变衰减器装置(17)和所述第四电可变移相器装置(18)相关的所述第二电可变衰减器装置(27a)和第二电可变移相器(28a)装置的控制量。
3.一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，所述前馈放大器包括：
一个主放大器失真检测器，包括用于放大和传输提供给其输入信号的一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；和用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将所述合成输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和
主放大器失真消除器，包括被提供有所述主信号分量并线性传输其第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径输出与所述主放大器失真注入路径输出的主放大器功率合成器；
其中，所述辅助放大器装置包括：
辅助放大器失真检测装置，包括用于将所述主放大器失真分量一分为二的辅助放大器功率分配器；用于放大和传输两个被分配的主放大器失真分量中的一个并包含第一辅助放大器的辅助放大器路径；用于线性地传输所述两个被分配的主放大器失真分量中的另一个的第三线性路径；和用于合成所述辅助放大器路径和所述第三线性路径的输出并用于输出分别作为辅助放大器主信号分量和辅助放大器失真分量的所述合成输出的和分量与差分量的辅助放大器功率合成器/分配器；和
辅助放大器失真消除器，包括：被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器主信号分量并用于线性传输所述辅助放大器主信号分量的第四线性路径；被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器失真分量并用于放大和传输所述辅助放大器失真分量的辅助放大器失真注入路径；和用于合成所述第四线性路径和所述辅助放大器失真注入路径的输出并用于将合成的输出作为所述主放大器注入路径的输出提供给所述主放大器功率合成器的辅助放大器功率合成器，
其中，该前馈放大器还包括：
***在所述主放大器路径(11)中的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)；
***在所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中的第二电可变衰减器装置(27a)和第二电可变移相器装置(28a)；
***在所述辅助放大器失真注入路径中的第三电可变衰减器装置(27b)和第三电可变移相器装置(28b)；
***在所述第三线性路径(15a2)中的第四电可变衰减器装置(17)和第四移相器装置(18)；
***在所述主放大器失真检测器(13)中并用于向其提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；
***在到所述辅助放大器失真检测器(42)的输入路径中并用于检测所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；
***在所述主放大器路径(11)中并用于向其注入第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；
***在所述主放大器失真消除器(16)的输出路径中并用于检测所述第二导频信号的第一第二导频信号检测装置(56、57)；
***在所述辅助放大器放大路径(15a1)中并用于向其注入第三导频信号的第三导频信号发生器装置(51)；
***在所述辅助放大器失真消除器(43)的输出路径中并用于检测所述第三导频信号的第三导频信号检测装置(54、55)；
***在所述辅助放大器失真注入路径(15b2)中并用于检测所述第二信号的第二第二导频信号检测装置(52、53)；和
控制装置，用于控制所述第一电可变衰减器装置(21)和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小、用于控制所述第四电可变衰减器装置(17)和第四电可变移相器装置(18)以使由所述第二第二导频信号检测装置(52、53)检测的所述第二导频信号的电平最小、用于控制所述第三电可变衰减器装置(27b)和第三电可变移相器装置(28b)以使由所述第三导频信号检测装置(54、55)检测的所述第三导频信号的电平最小和用于控制所述第二电可变衰减器装置(27)和第二电可变移相器装置(28)以使由所述第一第二导频信号检测装置(56、57)检测的所述第二导频信号的电平最小。
4.一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，所述前馈放大器包括：
一个主放大器失真检测器，包括用于放大和传输提供给其输入信号的一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；和用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将所述合成输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和
主放大器失真消除器，包括被提供有所述主信号分量并线性传输其第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径输出与所述主放大器失真注入路径输出的主放大器功率合成器；
其中，所述辅助放大器装置包括：
辅助放大器失真检测装置，包括用于将所述主放大器失真分量一分为二的辅助放大器功率分配器；用于放大和传输两个被分配的主放大器失真分量中的一个并包含第一辅助放大器的辅助放大器路径；用于线性地传输所述两个被分配的主放大器失真分量中的另一个的第三线性路径；和用于合成所述辅助放大器路径和所述第三线性路径的输出并用于输出分别作为辅助放大器主信号分量和辅助放大器失真分量的所述合成输出的和分量与差分量的辅助放大器功率合成器/分配器；和
辅助放大器失真消除器，包括：被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器主信号分量并用于线性传输所述辅助放大器主信号分量的第四线性路径；被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器失真分量并用于放大和传输所述辅助放大器失真分量的辅助放大器失真注入路径；和用于合成所述第四线性路径和所述辅助放大器失真注入路径的输出并用于将合成的输出作为所述主放大器注入路径的输出提供给所述主放大器功率合成器的辅助放大器功率合成器，
其中，该前馈放大器还包括：
***在所述主放大器路径中的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)；
***在所述辅助放大器失真检测器(42)输入路径中的第二电可变衰减器装置(27)和第二电可变移相器装置(28)；
***在所述辅助放大器失真注入路径中的第三电可变衰减器装置(27b)和第三电可变移相器装置(28b)；
***在所述第三线性路径(15a2)中的第四电可变衰减器装置(17)和第四移相器装置(18)；
***在所述主放大器失真检测器(13)的输入路径中并用于向其提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；
***在所述辅助放大器失真检测器(42)中并用于检测所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；
***在所述主放大器路径(11)中并用于向其提供第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；
***在所述主放大器失真消除器(16)的输入路径中并用于检测所述第二导频信号的第二导频信号检测装置(56、57)；
***在所述辅助放大器路径(15a1)中并用于向其注入第三导频信号的第三导频信号发生器装置(51)；
***在所述辅助放大器失真消除器(43)的输出路径中并用于检测所述第三导频信号的第三导频信号检测装置(54、55)；
***在到所述辅助放大器失真检测器(42)中并用于向其提供第四导频信号的第四导频信号发生器装置(61、62)；
***在所述辅助放大器失真注入路径(15b2)中并用于检测所述第四导频信号的第四导频信号检测装置(52、53’)；和
控制装置(34)，用于控制所述第一电可变衰减器装置(21)和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小、用于控制所述第四电可变衰减器装置(17)和所述第四电可变移相器装置(18)以使由所述第四导频信号检测装置(52、53)检测的第四导频信号的电平最小、用于控制所述第三电可变衰减器装置(27b)和所述第三电可变移相器装置(28b)以使由所述第三导频信号检测装置(54、55)检测的第三导频信号的电平最小和用于控制所述第二电可变衰减器装置(27)和所述第二电可变移相器装置(28)以使由所述第二导频信号检测装置(18)检测的所述第二导频信号的电平最小。
5.根据权利要求1、2、3、4之一所述的前馈放大器，其中，所述第一辅助放大器是非A类放大器。
6.根据权利要求1或4所述的前馈放大器，其特征在于，所述主放大器和所述第一辅助放大器中至少之一包括并联连接的具有不同饱和输出的多个放大器。
7.一种用于检测放大器输出的失真分量并将所述失真分量注入到放大器输出以消除所述失真分量的前馈放大器，所述前馈放大器包括：
主放大器失真检测器，包括：用于放大和传输提供给其输入信号并包含一个主放大器的主放大器路径；用于线性传输所述输入信号的第一线性路径；用于将所述输入信号转移到所述路径的主放大器功率分配器；用于合成来自所述主放大器路径和所述第一线性路径的输出并用于将合成后的输出的和分量与差分量分别作为主放大器主信号分量和主放大器失真分量输出的功率合成器/分配器；和
主放大器失真消除器，包括：被提供有所述主信号分量并用于线性传输该主信号分量的第二线性路径；用于放大和传输所述主放大器失真分量并包含一个辅助放大器装置的主放大器失真注入路径；和用于合成所述第二线性路径的输出和所述主放大器失真注入路径的输出的主放大器功率合成器，
其中，所述主放大器包括并联连接的具有互相不同的饱和输出的多个放大器；
所述主放大器路径包含串联连接的第一电可变衰减器装置(21)和第一电可变移相器装置(22)，所述主放大器失真注入路径(15)包含串联连接的第二电可变衰减器(27、27a、27b)和第二电可变移相器(28、28a、28b)；
所述前馈放大器还包括：
用于向所述主放大器失真检测器(13)的输入路径提供第一导频信号的第一导频信号发生器装置(45、46)；
用于向所述主放大器注入第二导频信号的第二导频信号发生器装置(47)；
用于检测来自所述主放大器失真注入路径(15)的所述第一导频信号的第一导频信号检测装置(48、49)；
用于检测来自所述主放大器失真消除器(16)的输出的所述第二导频信号的第二导频信号检测装置(56、57)；和
控制装置(34)，用于控制所述第一电可变衰减器装置(21)和所述第一电可变移相器装置(22)以使由所述第一导频信号检测装置(48、49)检测的所述第一导频信号的电平最小和用于控制所述第二电可变衰减器(27、27a、27b)和所述第二电可变移相器(28、28a、28b)以使由所述第二导频信号检测装置(56、57)检测的所述第二导频信号的电平最小。
8.根据权利要求7所述的前馈放大器，其特征是所述辅助放大器装置包括：
辅助放大器失真检测器，包括：用于将所述主放大器失真分量一分为二的辅助放大器功率分配器；用于放大和传输所述两个分配的主放大器失真分量中的一个并包括第一辅助放大器的辅助放大器路径；用于线性放大所述两个分配的主放大器失真分量中的另一个的第三线性路径；和用于合成所述辅助放大器路径和所述第三线性路径的输出并分别将所述合成输出的和分量与差分量作为辅助放大器主信号分量和辅助放大器失真分量输出的辅助放大器功率合成器/分配器；和
辅助放大器失真消除器，包括：被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器主信号分量并用于线性传输所述辅助放大器主信号分量的第四线性路径；被提供有来自所述辅助放大器功率合成器/分配器的所述辅助放大器失真分量并用于放大和传输所述辅助放大器失真分量的辅助放大器失真注入路径；和辅助放大器功率合成器，用于合成所述第四线性放大路径和所述辅助放大器失真注入路径的输出并用于将合成后的输出作为所述主放大器注入路径的输出提供给所述主放大器功率合成器的辅助放大器功率合成器。
9.根据权利要求8所述的前馈放大器，其特征是所述第一辅助放大器包括并联连接的具有不同饱和输出的多个放大器。
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