DE69829036T2

DE69829036T2 - Verbesserter linearer vorwärtsgekoppelter Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker

Info

Publication number: DE69829036T2
Application number: DE69829036T
Authority: DE
Inventors: Jimmie L. Milford Donaldson; Robert K. Montgomery; Robert E. Denville Myer; Mohan Edison Patel; Norman G. Chester Ziesse
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2018-12-05
Also published as: CA2254456C; US6057733A; CA2254456A1; KR19990063256A; JPH11266122A; CN1237826A; TW425757B; EP0926817B1; CN1156073C; JP3440011B2; EP0926817A1; DE69829036D1

Description

Diese Erfindung betrifft lineare Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker und Verfahren zu ihrer Herstellung.
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Teiles eines typischen drahtlosen Kommunikationssystems des Standes der Technik. Ein solches System stellt für eine Anzahl drahtloser Endgeräte (z.B. drahtlose Endgeräte 101-1 bis 103-1), die sich innerhalb einer geografischen Region befinden, einen drahtlosen Telekommunikationsdienst bereit.
Das Herzstück eines typischen drahtlosen Telekommunikationssystems ist die drahtlose Vermittlungsstelle (WSC – Wireless Switching Center) 120, die auch unter der Bezeichnung Funkvermittlungsstelle (MSC – Mobile Switching Center) oder Funktelefonvermittlungsstelle (MTSO – Mobile Telephone Switching Office) bekannt sein kann. In der Regel ist die drahtlose Vermittlungsstelle 120 mit mehreren Basisstationen (z.B. Basisstationen 103-1 bis 103-5) verbunden, die über das von dem System bediente geografische Gebiet verteilt sind. Zusätzlich dazu ist die drahtlose Vermittlungsstelle 120 mit Endvermittlungsstellen und Fernämtern (z.B. Endvermittlungsstelle 130, Endvermittlungsstelle 138 und Fernamt 140) verbunden. Die drahtlose Vermittlungsstelle 120 ist unter anderem dafür verantwortlich, zwischen drahtlosen Endgeräten und zwischen einem drahtlosen Endgerät und einem Festnetzendgerät, das über das Ortsnetz und/oder Fernnetz mit dem System verbunden ist, Verbindungen herzustellen und aufrechtzuerhalten.
Das von einem drahtlosen Telekommunikationssystem bediente geografische Gebiet ist in eine Anzahl räumlich unterschiedlicher Gebiete aufgeteilt, die "Zellen" genannt werden. In 1 ist jede Zelle schematisch durch ein Sechseck dargestellt, in der Praxis weist jede Zelle in der Regel eine unregelmäßige Form auf, die von der Geländetopografie abhängig ist. In der Regel enthält jede Zelle eine Basisstation, die Funkgeräte und Antennen, die die Basisstation für die Kommunikation mit den drahtlosen Endgeräten in dieser Zelle verwendet, sowie die Übertragungsausrüstung aufweist, die die Basisstation für die Kommunikation mit der WSC 120 verwendet.
Wenn beispielsweise das drahtlose Endgerät 101-1 mit dem drahtlosen Endgerät 101-2 kommunizieren möchte, dann überträgt das drahtlose Endgerät 101-1 die gewünschten Informationen zur Basisstation 103-1, die diese zur WSC 120 weiterleitet. Wenn die WSC 120 diese Informationen empfängt und weiß, dass sie für das drahtlose Endgerät 101-2 gedacht sind, schickt sie die Informationen zur Basisstation 103-1 zurück, die diese per Funk zum drahtlosen Endgerät 101-2 weiterleitet.
Zum Weiterleiten der Informationen moduliert das Funkgerät diese Informationen gemäß dem speziellen Modulationsschema des drahtlosen Systems (z.B. Vielfachzugriff im Zeitmultiplex, Vielfachzugriff im Codemultiplex usw.) auf ein HF-Trägersignal auf. Das modulierte HF-Ausgabesignal aus dem Funkgerät ist ein sehr schwaches Signal, das für die Übertragung von der Basisstation 103-1 zum drahtlosen Endgerät 101-2 verstärkt werden muss.
Ein linearer, vorwärtsgekoppelter Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker kann dafür verwendet werden, das Ausgangssignal aus dem Funkgerät zu verstärken. Ein solcher Verstärker kann tatsächlich in der Regel alle in einer gegebenen Zelle verwendeten HF-Trägersignale verstärken. Konstruktion und Funktionsweise linearer Verstärker sind im Stand der Technik bekannt. Siehe beispielsweise US-PS 5,304,945 , die durch Verweis darauf hier mit aufgenommen wird.
Leider sind konventionelle lineare, vorwärtsgekoppelte Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker sowohl in der Konstruktion als auch in der Herstellung sehr kompliziert und kostspielig. Und jede Anwendung erfordert eine maßgeschneiderte Konstruktion, die von zahlreichen Systemanforderungen bestimmt wird. Konventionelle lineare, vorwärtsgekoppelte Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker sind unter Verwendung einer Kombination aus HF-Schaltungen, analogen Regelkreisen und digitalen Regelkreisen konstruiert worden. Eine vereinfachte schematische Darstellung des linearen Verstärkerschaltkreises 200 ist in 2 gezeigt. Wie in 2 abgebildet enthält die lineare Verstärkerschaltung 200 mehrere Splitter (202, 220), Verstärkungs- und Phasenregelungsschaltungen (204, 224), Koppler (214, 216, 222, 228), Verzögerungsschaltungen (210, 218), einen Korrekturverstärker (226), Vorverzerrungs-Treiberschaltungen (206), den Hauptverstärker (208) und Prozessorsteuerschaltungen (212).
Die verschiedenen Schaltungen eines konventionellen linearen Verstärkers sind in der Regel in einem großen Gehäuse verteilt, das dafür ausgelegt ist, das Gewicht des Hauptverstärkers zu tragen, Wärme abzuleiten und zu verhindern, dass HF in die äußere Umgebung abgestrahlt wird. Zur Bereitstellung von HF-Isolierung sind die verschiedenen einzelnen Schaltungen außerdem in Metallkästen oder Doppelschalen untergebracht, um eine HF-Isolierung bereitzustellen.
Es wäre wünschenswert, die Kosten und Komplexität solcher Verstärker zu reduzieren. Die Modularisierung ist eine Technik, die für das Erreichen solcher Zwecke verwendet werden kann. Beim Modularisieren werden Komponenten oder Schaltungen einer Vorrichtung auf der Grundlage von einem oder mehreren Kriterien in Module getrennt. Es versteht sich, dass es bei einem linearen, vorwärtsgekoppelten Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker als einer komplexen elektronischen Vor richtung aus unzähligen Schaltungen potentiell zahlreiche Möglichkeiten gibt, diesen zu modularisieren. Die Modularisierung kann beispielsweise darauf basieren, dass Komponenten, die Rauschen erzeugen, von Komponenten getrennt werden, die Rauschen gegenüber empfindlich sind, oder Komponenten, die Wärme erzeugen, von Komponenten, die keine Wärme erzeugen, oder Komponenten, auf die zur Grundeinstellung oder regelmäßigen Einstellung zugegriffen werden muss, von denjenigen, bei denen dies nicht notwendig ist, oder auf der Grundlage der Berücksichtigung des Gewichtes oder der Größe vorgenommen werden, um nur einige zu nennen.
Solche unterschiedlichen Herangehensweisen führen zu unterschiedlichen Ergebnissen hinsichtlich des Nutzens des modularisierten Verstärkers. Eine erstrebenswerte Herangehensweise reduziert die Kosten bei der Konstruktion und Herstellung des Verstärkers sowie die Zeit, die für die Lieferung eines für einen bestimmten Dienst vorgesehenen Verstärkers benötigt wird, und vereinfacht die Wartung des Verstärkers vor Ort.
EP-A-0 289 130 legt einen Funksender mit Vorverzerrungsschaltungen offen, die gezielt mit den Mischstufen des Senders und der Leistungsverstärkungsendstufe verbunden werden können. Die Auswahl der zu verbindenden Vorverzerrungsschaltung wird auf der Grundlage der HF des zu sendenden Signals bestimmt.
EP-A-0 714 164 legt lineare, vorwärtsgekoppelte Hochfrequenz-Verstärker offen, die Komponenten enthalten, die sich in zwei Kategorien unterteilen lassen: aktive und passive. Alle aktiven Komponenten sind als Vorrichtungen mit zwei Anschlüssen konstruiert, die sich mit einer Standardausrüstung leicht prüfen lassen, um Funktionsstörungen zu finden. Die aktiven Komponenten können in ein Netz aus den passiven Komponenten eingesteckt werden, das Streifenleitungen, Wellenleiter, Koaxialkabel und dergleichen aufweist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Verstärker und ein Verfahren gemäß. der Erfindung sind so, wie in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt. Bevorzugte Formen werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst ein verbesserter linearer, vorwärtsgekoppelter Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker (LVHFM-Leistungsverstärker) vorteilhafterweise mehrere Module. Jedes dieser Module enthält einen Teil der Schaltungen eines konventionellen LHFM-Leistungsverstärkers.
Bei einigen Ausführungsformen sind die Schaltungen eines standardmäßigen LVHFM-Leistungsverstärkers vorteilhafterweise in Module untergliedert, so dass: (1) Komponenten mit hoher Leistung von Komponenten mit geringer Leistung getrennt sind und (2) Komponenten, die innerhalb eines schmalen Frequenzbereichs arbeiten, von denen mit Breitbandfrequenzbetrieb getrennt sind. Die Schaltungen sind zusätzlich vorteilhafterweise so untergliedert, dass sich ein paar einfache HF-Schnittstellen zwischen den Modulen ergeben.
Das Trennen der Schaltungen eines konventionellen LVHFM-Leistungsverstärkers, um die oben angeführten Kriterien zu erfüllen, führt vorteilhafterweise bei einigen Ausführungsformen zu einem verbesserten LVHFM-Leistungsverstärker mit drei Modulen, einschließlich: (i) eines HF-Leistungsmoduls, (ii) eines Linearisierungsmoduls und (iii) eines Gleichstromversorgungsmoduls.
Das HF-Leistungsmodul enthält hauptsächlich Verstärkungsschaltungen. Solche Schaltungen arbeiten frequenzabhängig und sind natürlich von dem gewünschten HF-Ausgangsleistungspegel abhängig. Die Konstruktion des HF-Leistungsmoduls kann sich zwischen einzelnen Verstärkern in Abhängigkeit von den Betriebsfrequenzanforderungen (ein Bereich, der durch alle Frequenzen der innerhalb einer Zelle benutzten HF-Trägersignale definiert wird) und den Ausgangsleistungsanforderungen für eine gegebene Anwendung unterscheiden.
Das Linearisierungsmodul enthält Breitband-HF-Schaltungen mit geringer Leistung und Regelungsschaltungen. Solche Schaltungen sind im Wesentlichen unabhängig von der Betriebsfrequenz und dem Leistungspegel. Im Gegensatz zum HF-Leistungsmodul unterscheidet sich das Linearisierungsmodul zwischen einzelnen Verstärkern nicht. Mit anderen Worten: Es enthält "generische" Schaltungen, so dass eine einzige Konstruktion für im Wesentlichen jede beliebige Anwendung ausreicht. Das Gleichstromversorgungsmodul liefert dem LVHFM-Leistungsverstärker Strom. Es ist nicht notwendig, wenn eine externe Stromversorgung zur Verfügung steht. Das Gleichstromversorgungsmodul enthält von dem Leistungspegel abhängige Komponenten, die jedoch nicht von der Frequenz abhängig sind. Die Gleichstromversorgung unterscheidet sich zwischen einzelnen Verstärkern nicht, es sei denn, es gibt eine wesentliche Änderung beim HF-Ausgangsleistungspegel bei diesen Verstärkern.
Ein verbesserter LVHFM-Leistungsverstärker gemäß den dargestellten Ausführungsformen reduziert vorteilhafterweise die Konstruktionskosten, die Produkteinführungszeit und die Herstellungskosten eines LVHFM-Leistungsverstärkers. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen lassen sich neue LVHFM-Leistungsverstärker, wo dies angebracht ist, einfach durch Auswählen von serienmäßig produzierten Modulen "konstruieren" und "herstellen". Sind solche serienmäßig produzierten Module nicht geeignet, weil beispielsweise eine Veränderung bei den HF-Ausgangsleistungsanforderungen vorliegt, wird möglicherweise nur eine neue HF-Leistungsmodul-Konstruktion benötigt. Die Notwendigkeit der Konstruktion eines neuen Linearisierungsmoduls, bei dem es sich um die in der Konstruktion und Herstellung kompliziertesten Schaltungen des Verstärkers handelt, wird in der Regel vermieden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines drahtlosen Telekommunikationssystems nach dem Stand der Technik,
2 zeigt eine schematische Darstellung einer linearen Verstärkerschaltung nach dem Stand der Technik,
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem ein linearer, vorwärtsgekoppelter Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker modular untergliedert ist, und
4 zeigt eine Perspektivansicht eines linearen, vorwärtsgekoppelten Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärkers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei dem der LVHFM-Leistungsverstärker 300 vorteilhafterweise in Module untergliedert ist, indem die Schaltungen und Komponenten zumindest gemäß den folgenden zwei Kriterien getrennt werden. Erstens werden Schaltungen und Komponenten mit hoher Leistung von Schaltungen und Komponenten mit geringer Leistung getrennt. Und zweitens werden Schaltungen und Komponenten mit schmalem (Frequenz-)Band von Breitband-Schaltungen und -Komponenten getrennt. Außerdem müssen sich die aus der Trennung der Schaltungen und Komponenten ergebenden Module durch ein paar einfach implementierte Schnittstellen miteinander verbinden lassen.
Die Trennung der Schaltungen und Komponenten eines LVHFM-Leistungsverstärkers gemäß den oben angeführten Richtlinien ergibt vorteilhafterweise bei einigen Ausführungsformen vier Module. Zu den vier Modulen gehören das Linearisierungsmodul 310, das HF-Leistungsmodul 320, das Gleichstromversorgungsmodul 330 und das Alarm- und Steuermodul 340.
Eine Hauptfunktion der Schaltungen innerhalb des Linearisierungsmoduls 310 besteht in der Dämpfung der Verzerrung, die vom Hauptverstärker (Komponente 208 in 2) innerhalb des HF-Leistungsmoduls 320 erzeugt wird. Das Linearisierungsmodul 310 enthält Breitband-Schaltungen und -Komponenten mit geringer Leistung. Das Linearisierungsmodul 310 enthält Splitter 202 und 220, Verstärkungs- und Phasenregelungsschaltungen 204, 224, Verzögerungsschaltungen 210, einen Koppler 216 und Prozessorsteuerschaltungen 212 (siehe 2). Solche Schaltungen und Komponenten sind im Wesentlichen unabhängig von der Leistung in dem Sinne, dass unabhängig von der Verstärkerausgangsleistung eine einzige Konstruktion ausreicht. Außerdem sind solche Schaltungen und Komponenten im Wesentlichen frequenzunabhängig in dem Sinne, dass ihr Breitband-Betriebsfrequenzbereich den von im Wesentlichen jeder wahrscheinlichen HF-Trägerfrequenz überlappt. Angesichts der Unabhängigkeit der in dem Linearisierungsmodul 310 enthaltenen Schaltungen und Komponenten von dem Leistungspegel und dem Frequenzbereich kann vorteilhafterweise eine einzige Konstruktion des Linearisierungsmoduls 310 für die meisten Anwendungen verwendet werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform enthält das Linearisierungsmodul 310 vorteilhafterweise den Anschluss 312 zum Empfangen eines HF-Eingangssignals, die Schnittstelle 314 zum Empfangen eines Teils eines verstärkten Signals vom HF-Leistungsmodul 320 und zum Liefern eines Signals dorthin, die Schnittstelle 316 zum Aufnehmen von Strom von der Gleichstromversorgung 330 und die Schnittstelle 318 für die elektrische Verbindung mit dem Alarm- und Steuermodul 340. In 2 empfängt die Schnittstelle 314: (i) ein erstes Signal vom Koppler 214 (im HF-Leistungsmodul 320) und liefert es an den Splitter 216 und (ii) ein zweites Signal vom Koppler 228 (im HF-Leistungsmodul 320) und liefert es an die Prozessorsteuerung 212. Außerdem liefert die Schnittstelle 314: (i) ein drittes Signal von der Verstärkungs- und Phasenregelung 204 zum Vorverzerrungs-Treiber 206 (im HF-Leistungsmodul 320) und (ii) ein viertes Signal von der Verstärkungs- und Phasenregelung 224 zum Korrekturverstärker 226 (im HF-Leistungsmodul 320).
Eine Hauptfunktion der Schaltungen im HF-Leistungsmodul 320 ist das Verstärken des HF-Eingangssignals nach seiner Verarbeitung im Linearisierungsmodul 310. Das HF-Leistungsmodul 320 enthält Schaltungen und Komponenten mit schmalem Frequenzband und hoher Leistung. Das HF-Leistungsmodul 320 enthält den Vorverzerrungs-Treiber 206, den Verstärker 208, Koppler 214, 222, 228, Verzögerungsschaltungen 218 und den Korrekturverstärker 226 (siehe 2). Anders als die Schaltungen und Komponenten im Linearisierungsmodul 310 sind die Schaltungen und Komponenten im HF-Leistungsmodul im Wesentlichen leistungsabhängig in dem Sinne, dass die Modulkonstruktion in Abhängigkeit von der gewünschten Verstärkerausgangsleistung variiert. Darüber hinaus sind solche Schaltungen und Komponenten im Wesentlichen frequenzabhängig in dem Sinne, dass aufgrund ihres relativ schmalen Betriebsfrequenzbereichs bei jeder Anwendung (z.B. Verwendung in einer anderen Basisstation) Änderungen an der Konstruktion notwendig sein können.
Bei der dargestellten Ausführungsform enthält das HF-Leistungsmodul 320 vorteilhafterweise die Schnittstelle 322 für das Senden eines Teils des verstärkten HF-Signals zum Linearisierungsmodul 310, die Schnittstelle 324 zum Aufnehmen von Strom von der Gleichstromversorgung 330, die Schnittstelle 326 für die elektrische Verbindung mit dem Alarm- und Steuermodul 340 und den Anschluss 328 zum Liefern des verstärkten HF-Signals zu einer Antenne für die Übertragung.
Das Gleichstromversorgungsmodul 330 versorgt das Linearisierungsmodul 310, das HF-Leistungsmodul 320 und das Alarm- und Steuermodul 340 mit Strom. Die Schaltungen und Komponenten im Gleichstromversorgungsmodul 330 sind ein wenig von der Ausgangsleistung des HF-Leistungsmoduls 320 abhängig, aber im Wesentlichen unabhängig von der Frequenz. Größere Veränderungen bei der Verstärkerausgangsleistung machen eventuell eine Veränderung der Konstruktion des Gleichstromversorgungsmoduls erforderlich. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält das Gleichstromversorgungsmodul 330 vorteilhafterweise die Schnittstellen 332, 334 und 336 zum Versorgen der anderen Module mit Strom. Der Netzstromeingang 338 versorgt das Gleichstromversorgungsmodul 330 mit Strom. Für Anwendungen, bei denen ein Netzstromeingang zur Verfügung steht, ist kein Gleichstromversorgungsmodul 330 notwendig. Wer mit der Konstruktion von linearen Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärkern vertraut ist, wird dazu in der Lage sein, ein Gleichstromversorgungsmodul gemäß der vorliegenden Lehren zu konstruieren.
Das Alarm- und Steuermodul 340 überwacht gewünschte Systeme innerhalb des LVHFM-Leistungsverstärkers 300. Bei einigen Ausführungsformen kann das Alarm- und Steuermodul programmiert werden, so dass Veränderungen bei den Überwachungsanforderungen berücksichtigt werden können. Bei Ausführungsformen mit minimalen Überwachungsanforderungen ist ein Alarm- und Steuermodul 340 möglicherweise nicht notwendig. Das Alarm- und Steuermodul enthält leistungs- und frequenzunempfindliche Komponenten. Die Modulkonstruktion ist als solche nicht von den Verstärkeranforderungen abhängig. Bei einigen Ausführungsformen können die das Alarm- und Steuermodul 340 umfassenden Schaltungen und Komponenten in das Linearisierungsmodul 310 integriert werden. Eine solche Integration entspricht den oben beschriebenen Untergliederungskriterien (d.h. die Schaltungen des Linearisierungsmoduls sowie des Alarm- und Steuermoduls sind von der Verstärkerausgangsleistung und der Betriebsfrequenz unabhängig).
Bei der dargestellten Ausführungsform enthält das Alarm- und Steuermodul 340 vorteilhafterweise die mit der Schnittstelle 318 am Linearisierungsmodul elektrisch verbundene Schnittstelle 342, die mit der Schnittstelle 336 am Gleichstromversorgungsmodul elektrisch verbundene Schnittstelle 344 und die mit der Schnittstelle 326 am HF-Leistungsmodul elektrisch verbundene Schnittstelle 346. Solche Schnittstellen ermöglichen dem Alarm- und Steuermodul 340 die Überwachung der Bedingungen innerhalb der verschiedenen Module und die Ausführung geeigneter Aktionen (z.B. Abschalten usw.). Das Alarm- und Steuermodul 340 enthält vorteilhafterweise weiterhin externe Schnittstellen 348 für das Überwachen von Systembedingungen außerhalb der anderen Module. Wer mit der Konstruktion von linearen Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärkern vertraut ist, wird dazu in der Lage sein, ein Alarm- und Steuermodul gemäß der vorliegenden Lehren zu konstruieren.
Die Untergliederung des LVHFM-Leistungsverstärkers 300 wie oben beschrieben reduziert vorteilhafterweise Kosten und Zeit, die für die Konstruktion und Herstellung eines Verstärkers für eine gegebene Anwendung notwendig sind. Für einige Anwendungen reduziert sich das Konstruieren und Herstellen eines LVHFM-Leistungs verstärkers auf die simple Tätigkeit der Auswahl eines serienmäßig produzierten HF-Leistungsmoduls mit der gewünschten Ausgangsleistung, soweit dies verfügbar ist. Wie bereits angemerkt ist die Konstruktion des Linearisierungsmoduls und des Alarm- und Steuermoduls im Wesentlichen unveränderlich, da eine einzige Konstruktion für die meisten Anwendungen geeignet ist. Für eine große Vielfalt von HF-Leistungsmodul-Konstruktionen dürften einige wenige Gleichstromversorgungsmodul-Konstruktionen ausreichen. Falls notwendig kann ein HF-Leistungsmodul im Vergleich zu der für die Konstruktion und Herstellung eines konventionellen linearen, vorwärtsgekoppelten Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärkers notwendigen Zeit schnell konstruiert und hergestellt werden.
In 4 ist eine Perspektivansicht von miteinander verbundenen Modulen eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung abgebildet. Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform umfasst ein LVHFM-Leistungsverstärker 400 drei Module: das Linearisierungsmodul 410, das HF-Leistungsmodul 420 und das Gleichstromversorgungsmodul 430. Die nicht gezeigten Alarm- und Steuermodulschaltungen sind im Linearisierungsmodul 410 enthalten. Das Linearisierungsmodul 410 und das HF-Leistungsmodul 420 sind an den Schnittstellen 314 und 322 elektrisch verbunden. Das Linearisierungsmodul ist an den Schnittstellen 316 und 332 mit dem Gleichstromversorgungsmodul 430 elektrisch verbunden. Und das HF-Leistungsmodul ist an den Schnittstellen 324 und 334 mit dem Gleichstromversorgungsmodul elektrisch verbunden. Die Modulgehäuse sind vorteilhafterweise aus Metall gebildet, um die darin enthaltenen Schaltungen und Komponenten abzuschirmen.
Es sind hier zwar spezielle Ausführungsformen dieser Erfindung gezeigt und beschrieben worden, es versteht sich aber, dass diese Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die vielen möglichen spezifischen Anordnungen sind, die in Anwendung der Prinzipien der Erfindung entwickelt werden können. Zahlreiche verschiedene andere Anordnungen können gemäß dieser Prinzipien von Durchschnittsfachleuten entwickelt werden, ohne dass vom Schutzbereich der Erfindung abgewichen wird. Es wird daher beabsichtigt, dass solche anderen Anordnungen in den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.

Claims

Linearer, vorwärtsgekoppelter Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker für das Verstärken eines HF-Mehrträgersignals mit einem ersten Verzerrungsgrad, bei dem: Schaltungen und Komponenten, aus denen der lineare Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker besteht, in folgende Bestandteile getrennt sind: ein erstes Modul (320), das eine erste Gruppe der Schaltungen und Komponenten umfasst, wobei: die erste Gruppe dafür ausgelegt ist, das HF-Mehrträgersignal mit einem zweiten Verzerrungsgrad zu verstärken, der größer ist als der erste, die erste Gruppe nur Schaltungen und Komponenten mit schmalem Frequenzband und hoher Leistung enthält und sich die erste Gruppe in einem ersten Modulgehäuse (420) befindet, und ein zweites Modul (310), das eine zweite Gruppe der Schaltungen und Komponenten umfasst, wobei: die zweite Gruppe dafür ausgelegt ist, eine verursachte Verzerrung zu dämpfen, die sonst während der Verstärkung des HF-Mehrträgersignals in dem ersten Modul erzeugt werden würde, die zweite Gruppe nur Schaltungen und Komponenten mit breitem Frequenzband und geringer Leistung enthält und sich die zweite Gruppe in einem zweiten Modulgehäuse (410) befindet, und eine erste Schnittstelle (322), die das erste Modul (320) mit dem zweiten Modul (310) elektrisch verbindet, so dass das erste Modul (320) und das zweite Modul (310), wenn sie mit Strom versorgt werden, gemeinsam das HF-Mehrträgersignal mit dem ersten Verzerrungsgrad verstärken.
Verstärker nach Anspruch 1, bei dem: das Frequenzband der Schaltungen und Komponenten mit schmalem Frequenzband und hoher Leistung durch die HF-Trägerfrequenz vorgeschrieben wird und die Leistung der Schaltungen und Komponenten mit schmalem Frequenzband und hoher Leistung durch HF-Ausgangsleistungsanforderungen vorgeschrieben wird.
Verstärker nach Anspruch 2, der eine zweite Schnittstelle (316) umfasst, wobei: die zweite Schnittstelle das zweite Modul (310) elektrisch mit einem Gleichstromversorgungsmodul (330) verbindet und das Gleichstromversorgungsmodul einen dritten Teil der Schaltungen und Komponenten umfasst, der dafür ausgelegt ist, das zweite Modul mit Strom zu versorgen.
Verstärker nach Anspruch 3, der das Gleichstromversorgungsmodul (330) umfasst, wobei: das Gleichstromversorgungsmodul mit der zweiten Schnittstelle (316) elektrisch verbunden ist, die dritten Schaltungen und Komponenten von der HF-Trägerfrequenz im Wesentlichen unabhängig und von den HF-Ausgangsleistungsanforderungen abhängig sind und sich die dritten Schaltungen und Komponenten in einem dritten (430) der Modulgehäuse befinden.
Verstärker nach Anspruch 1, der ein Alarm- und Steuermodul (340) umfasst, wobei: das Alarm- und Steuermodul mit dem HF-Leistungsmodul (320) und dem zweiten Modul (310) elektrisch verbunden ist, das Alarm- und Steuermodul vierte Schaltungen und Komponenten für das Überwachen der zweiten Schaltungen und Komponenten des zweiten Moduls (310) und der ersten Schaltungen und Komponenten des ersten Moduls (320) umfasst, die vierten Schaltungen und Komponenten von der HF-Trägerfrequenz und von den HF-Ausgangsleistungsanforderungen im Wesentlichen unabhängig sind und sich die vierten Schaltungen und Komponenten in einem vierten der Modulgehäuse befinden.
Verstärker nach Anspruch 2, bei dem die ersten Schaltungen und Komponenten des ersten Moduls (320) Folgendes umfassen: einen Hauptverstärker (208), einen Vorverzerrungs-Treiber (206), der mit dem Hauptverstärker (208) elektrisch verbunden ist, einen ersten Koppler (214), der mit dem Hauptverstärker (208) elektrisch verbunden ist, eine erste Verzögerungsschaltung (218), die mit dem ersten Koppler (214) elektrisch verbunden ist, einen zweiten Koppler (222), der mit der ersten Verzögerungsschaltung (218) elektrisch verbunden ist, einen Korrekturverstärker (226), der mit dem zweiten Koppler (222) elektrisch verbunden ist, und einen dritten Koppler (228), der mit dem zweiten Koppler (222) elektrisch verbunden ist, und die ersten Schaltungen und Komponenten des Linearisierungsmoduls (310) Folgendes umfassen: einen ersten Splitter (202) für das Empfangen des HF-Trägersignals, eine erste Verstärkungs- und Phasenregelungsschaltung (204), die mit dem ersten Splitter (202) elektrisch verbunden ist, eine zweite Verzögerungsschaltung (210), die mit der ersten Verstärkungs- und Phasenregelungsschaltung (204) elektrisch verbunden ist, einen zweiten Splitter (216), der mit der zweiten Verzögerungsschaltung (210) elektrisch verbunden ist, einen dritten Splitter (220), der mit dem zweiten Splitter (216) elektrisch verbunden ist, Prozessorsteuerschaltungen (212), die mit dem dritten Splitter (220) elektrisch verbunden sind, und eine zweite Verstärkungs- und Phasenregelungsschaltung (224), die mit dem dritten Splitter (220) elektrisch verbunden ist, wobei die Prozessorsteuerschaltungen (212) mit der ersten Verstärkungs- und Phasenregelungsschaltung (204) und der zweiten Verstärkungs- und Phasenregelungsschaltung (224) elektrisch verbunden sind.
Verstärker nach Anspruch 6, bei dem die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Modul (310) und dem ersten Modul (320) Folgendes umfasst: eine erste elektrische Verbindung zwischen einem Ausgang der ersten Verstärkungs- und Phasenregelungsschaltung (204) in dem zweiten Modul (310) und einem ersten Eingang des Vorverzerrungs-Treibers (206) in dem ersten Modul (320), eine zweite elektrische Verbindung zwischen zumindest einem ersten Ausgang der Prozessorsteuerschaltung (212) in dem zweiten Modul (310) und einem zweiten Eingang des Vorverzerrungs-Treibers (206) in dem ersten Modul (320), eine dritte elektrische Verbindung zwischen einem ersten Ausgang des Vorverzerrungs-Treibers (206) in dem ersten Modul (320) und einem ersten Eingang der Prozessorsteuerschaltung (212) in dem zweiten Modul (310), eine vierte elektrische Verbindung zwischen einem ersten Ausgang des dritten Kopplers (228) in dem ersten Modul (320) und einem zweiten Eingang der Prozessorsteuerschaltung (212) in dem zweiten Modul (310), eine fünfte elektrische Verbindung zwischen einem ersten Ausgang der zweiten Verstärkungs- und Phasenregelungsschaltung (224) in dem zweiten Modul (310) und einem Eingang des Korrekturverstärkers (226) in dem ersten Modul (320) und eine sechste elektrische Verbindung zwischen einem Ausgang des ersten Kopplers des ersten Moduls (320) und einem Eingang des zweiten Splitters (216) in dem zweiten Modul (310).
Verstärker nach Anspruch 2, bei dem das zweite Modulgehäuse (410) an dem ersten Modulgehäuse (420) anliegt.
Verstärker nach Anspruch 4, bei dem das Gleichstrommodulgehäuse (430) an dem ersten Modulgehäuse (420) anliegt.
Verfahren für die Herstellung eines linearen, vorwärtsgekoppelten Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärkers für das Verstärken eines HF-Mehrträgersignals mit einem ersten Verzerrungsgrad, das Folgendes umfasst: Trennen der Schaltungen und Komponenten, aus denen der lineare, vorwärtsgekoppelte Hochfrequenz-Mehrträger-Leistungsverstärker besteht, in folgende Bestandteile: ein erstes Modul (320), das eine erste Gruppe der Schaltungen und Komponenten umfasst, wobei: die erste Gruppe dafür ausgelegt ist, das HF-Mehrträgersignal mit einem zweiten Verzerrungs grad zu verstärken, der größer ist als der erste, die erste Gruppe nur Schaltungen und Komponenten mit schmalem Frequenzband und hoher Leistung enthält und sich die erste Gruppe in einem ersten Modulgehäuse (420) befindet, und ein zweites Modul (310), das eine zweite Gruppe der Schaltungen und Komponenten umfasst, wobei: die zweite Gruppe dafür ausgelegt ist, eine verursachte Verzerrung zu dämpfen, die sonst während der Verstärkung des HF-Mehrträgersignals in dem ersten Modul erzeugt werden würde, die zweite Gruppe nur Schaltungen und Komponenten mit breitem Frequenzband und geringer Leistung enthält und sich die zweite Gruppe in einem zweiten Modulgehäuse (410) befindet, und elektrisches Verbinden des ersten Moduls (320) und des zweiten Moduls (310), so dass das erste Modul (320) und das zweite Modul (310), wenn sie mit Strom versorgt werden, gemeinsam das HF-Mehrträgersignal mit dem ersten Verzerrungsgrad verstärken.
Verfahren nach Anspruch 10, das das elektrische Verbinden des ersten Moduls (320) und des zweiten Moduls (310) mit einem dritten Modul (330) umfasst, wobei das dritte Modul (330) eine Gleichstromversorgung umfasst und sich die Gleichstromversorgung in einem dritten Modulgehäuse (430) befindet.