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單音rf信號(hào)發(fā)生器的制造方法

文檔序號(hào):9618393閱讀:1037來源:國知局
單音rf信號(hào)發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及單音射頻(RF)信號(hào)發(fā)生器,一種生成單音RF信號(hào)的方法、一種RF加 熱裝置和微波爐。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖1A示出了一種單音頻率發(fā)生器的示例。頻率發(fā)生器包括振蕩器2和輸出6,所 述振蕩器2用于產(chǎn)生具有單音的頻率的信號(hào)。已知單音頻率發(fā)生器會(huì)遭受輸出6處諧波的 存在。這些諧波可以在提供具有單個(gè)頻率的純凈信號(hào)方面影響發(fā)生器的性能。
[0003] 如圖1A所示,一種減少諧波存在的方法是使用低通濾波器4。低通濾波器4位于 振蕩器2和輸出6之間。
[0004] 圖1B中示出了低通濾波器4的作用。如圖1B中所示,低通濾波器4具有響應(yīng)8, 響應(yīng)8允許(與單個(gè)音調(diào)輸出的基諧波相對(duì)應(yīng)的)第一諧波H1通過,同時(shí)濾掉第二、第三 和更高的諧波。
[0005] 盡管上述這種低通濾波器的使用可以在移除諧波方面有效(不然的話,所述諧波 將影響單音頻率發(fā)生器的性能),但是濾波器可能很昂貴。并且,將低通濾波器用于高功率 應(yīng)用(例如彡50dBm)可能是困難的。
[0006] 在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域,已知的是,應(yīng)用一種在放大前修改信號(hào)的技術(shù),以移除否則 會(huì)在相鄰信道中創(chuàng)建不想要的發(fā)射的畸變。以下參照?qǐng)D2解釋了這一點(diǎn)的示例。
[0007] 圖2示出了數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸電路10。電路10包括數(shù)字調(diào)制器14,數(shù)字調(diào)制器14在 輸入12處接收數(shù)據(jù),以用于通過天線20傳輸。電路10還包括上轉(zhuǎn)換混頻器16和下轉(zhuǎn)換 混頻器24。電路10還包括功率放大器18和衰減器22。在通過耦合器19與功率放大器18 的輸出連接的反饋電路中,設(shè)置了下轉(zhuǎn)換混頻器24和衰減器22。
[0008] 操作期間,上轉(zhuǎn)換混頻器16在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)钠谕诺乐刑峁┥限D(zhuǎn)換,然后,將 該經(jīng)過上轉(zhuǎn)換的信號(hào)提供給功率放大器18,并且隨后經(jīng)由天線20發(fā)射。經(jīng)由耦合器19通 過衰減器22對(duì)輸出信號(hào)的一部分進(jìn)行反饋,并通過下轉(zhuǎn)換混頻器24進(jìn)行下轉(zhuǎn)換。然后,將 該反饋信號(hào)提供給數(shù)字調(diào)制器14。然后,在數(shù)字調(diào)制器中使用復(fù)雜算法來最小化不想要的 信道中的功率。本質(zhì)上,數(shù)字調(diào)制器14通過根據(jù)反饋來對(duì)信號(hào)應(yīng)用預(yù)畸變來修改數(shù)據(jù)輸入 12,以使得所發(fā)送的信號(hào)的側(cè)信道中的不想要的發(fā)射最小化。這在圖2下部的圖中示出,其 示出了可以使用電路10來增強(qiáng)想要的數(shù)字信道26與不想要的側(cè)信道28中的互調(diào)信號(hào)的 相鄰信道功率比(ACPR)。
[0009] 如以上提及的,圖2中所示的電路用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸,并且因此僅在調(diào)制信號(hào)的 情況下,由數(shù)字調(diào)制器14引入的預(yù)畸變是相關(guān)的。此外,圖2中所示的電路10需要大帶寬, 以能夠檢測(cè)相鄰信道28中的功率。因此,在單音應(yīng)用的情況下,圖2中所示的電路10是無 用的。
[0010] 單音應(yīng)用的一個(gè)示例是RF加熱裝置。這在圖3中示意性地示出。圖3中,RF加 熱裝置包括振蕩器2,振蕩器2產(chǎn)生信號(hào),并由功率放大器5放大。然后使用天線20將經(jīng)過 放大的信號(hào)引入RF加熱裝置的腔體30。腔體30本身可以充當(dāng)?shù)屯V波器,并因此可以提 供對(duì)單音信號(hào)的不想要的諧波的至少一些衰減。然而,存在對(duì)于產(chǎn)生具有低電平諧波的單 音RF信號(hào)的需要。
[0011] 如上所述,對(duì)于例如RF加熱的高功率應(yīng)用,低通濾波器可能很昂貴和/或難于使 用。因此,通常需要將在RF加熱應(yīng)用中使用的低通濾波器放置在功率放大器之前。圖4中 示出了這一點(diǎn)。
[0012] 圖4的電路包括振蕩器2、功率放大器5和位于振蕩器2和功率放大器5之間的 低通濾波器4。應(yīng)該注意的是,圖4中的電路與上述關(guān)于圖3的電路類似,并且可以用于RF 加熱應(yīng)用。然而,圖4所示的結(jié)構(gòu)的問題在于:功率放大器5本身會(huì)向單音信號(hào)引入不想要 的諧波。因?yàn)榈屯V波器4被置于功率放大器之前,所以它不能移除功率放大器所引入的 諧波。因此,低通濾波器4在降低輸出處的諧波電平方面僅具有有限作用。
[0013] M. Abid 等的題為 "Mixed Cartesian Feedback for Zero-IF WCDMA Transmitter"(IEEE,2011)的文章描述了一種自適應(yīng)功率放大器(PA)線性化技術(shù)。WCDMA 零中頻(Zero-IF)發(fā)射機(jī)具備經(jīng)過修改的笛卡爾反饋(CFB)環(huán)路。發(fā)射機(jī)架構(gòu)包括模擬級(jí) (stage)和數(shù)字級(jí),模擬級(jí)包括前向I/Q調(diào)制器和反饋I/Q解調(diào)器,以及所述數(shù)字級(jí)調(diào)整圍 繞環(huán)路的相位旋轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 結(jié)合獨(dú)立和從屬權(quán)利要求闡述了本發(fā)明的方案??梢砸暻闆r將從屬權(quán)利要求的特 征與獨(dú)立權(quán)利要求中的特征進(jìn)行組合,而不僅僅是如權(quán)利要求中顯式地所闡述的。
[0015] 根據(jù)發(fā)明的一方面,提供了一種單音RF信號(hào)發(fā)生器。所述單音RF信號(hào)發(fā)生器包 括輸出。所述單音RF信號(hào)發(fā)生器還包括具有輸入的功率放大器。所述功率放大器可操作 用于:在所述輸入處接收RF信號(hào),所述RF信號(hào)包括與將由所述RF信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的單音 RF信號(hào)相對(duì)應(yīng)的第一諧波。所述功率放大器還可操作用于:放大所述RF信號(hào)。所述功率 放大器還可操作用于:向所述信號(hào)發(fā)生器的輸出提供經(jīng)過放大的RF信號(hào)。所述單音RF信 號(hào)發(fā)生器還包括反饋電路,所述反饋電路連接在信號(hào)發(fā)生器的輸出和功率放大器的輸入之 間。反饋電路被配置為:向由所述功率放大器接收的RF信號(hào)添加一個(gè)或更多個(gè)預(yù)畸變諧 波,以消除由所述功率放大器提供的經(jīng)過放大的RF信號(hào)中的諧波。
[0016] 根據(jù)發(fā)明的另一方面,提供了一種生成單音RF信號(hào)的方法。所述方法包括:放大 包括與所述單音RF信號(hào)相對(duì)應(yīng)的第一諧波的RF信號(hào)。所述方法還包括:向單音RF信號(hào)發(fā) 生器的輸出提供經(jīng)過放大的RF信號(hào)。所述方法還包括:通過在所述放大之前使用來自所述 輸出的反饋向RF信號(hào)添加一個(gè)或更多個(gè)預(yù)畸變諧波,消除提供給所述輸出的經(jīng)過放大的 RF信號(hào)中的諧波。
[0017] 本發(fā)明的實(shí)施例可以允許降低與單音RF信號(hào)相關(guān)聯(lián)的諧波的電平。通常,這些諧 波可以與要用于在輸出之前對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大器相關(guān)聯(lián)??梢酝ㄟ^在放大RF信 號(hào)之前向RF信號(hào)添加預(yù)畸變諧波來降低諧波的電平。預(yù)畸變諧波可以用于抵消通常將在 放大期間由功率放大器引入的諧波。預(yù)畸變諧波可以基于從單音RF信號(hào)發(fā)生器的輸出接 收到的反饋。
[0018] 如以上所述,從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域獲知預(yù)畸變的概念。在該領(lǐng)域中,在包括頻率范 圍的信道中應(yīng)用預(yù)畸變,以減小相鄰信道中不想要的發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,已經(jīng)首次 意識(shí)到可以在單音RF信號(hào)發(fā)生器中使用預(yù)畸變,以減小發(fā)生器的功率放大器所產(chǎn)生的諧 波。本發(fā)明的實(shí)施例可以在需要單音RF信號(hào)的領(lǐng)域中(例如,在RF加熱應(yīng)用中)找到具 體應(yīng)用。
[0019] 設(shè)想在反饋電路和功率放大器的輸入之間還存在諸如分頻器、移相器等的其他組 件。因此,盡管反饋電路連接在信號(hào)發(fā)生器的輸出和功率放大器的輸入之間,但反饋環(huán)路不 必直接與功率放大器的輸入連接,或確實(shí)與信號(hào)發(fā)生器的輸出連接。
[0020] 第一諧波可以具有頻率F。預(yù)畸變諧波可以具有頻率nXF,其中η是大于1的整 數(shù)。因此,不同于利用預(yù)畸變的現(xiàn)有申請(qǐng)(例如在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域),根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 例,可以添加具有單音諧波形式的預(yù)畸變。將第一諧波視為信號(hào)發(fā)生器將產(chǎn)生的信號(hào)的基 頻,則預(yù)畸變諧波可以具有基頻的倍音的頻率。
[0021] 設(shè)想了用于生成第一諧波和預(yù)畸變諧波的各種結(jié)構(gòu)。例如,單音RF信號(hào)發(fā)生器可 以包括多個(gè)用于生成第一諧波和預(yù)畸變諧波的分離的振蕩器。在用這種方式提供分離的振 蕩器的情況下,每個(gè)振蕩器可以在不同的頻率操作。作為另一種結(jié)構(gòu),公共振蕩器可以被用 于創(chuàng)建可以隨后使用一個(gè)或更多個(gè)分頻器進(jìn)行劃分的頻率,以生成第一諧波和預(yù)畸變諧波 的頻率。通常,在該示例中,振蕩器可以在最高預(yù)畸變諧波的頻率處操作一一然后可以通
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