采用预失真和GAN（氮化镓）功率放大器装置用于具有提高的线性和功率输出的射频发射器的系统和方法专利检索- .用在放大器电路输出端的混合耦合器专利检索查询-专利查询网

采用预失真和GAN（氮化镓）功率放大器装置用于具有提高的线性和功率输出的射频发射器的系统和方法
申请号	CN201280012926.1	申请日	2012-01-11	公开(公告)号	CN103430447A	公开(公告)日	2013-12-04
申请人	航空网络公司;			发明人	J·纳撒; Y·沈; F·马苏莫托; Y·秦; D·C·M·彭;
摘要	本发明涉及提供用于发射器的增加的线性输出功率的系统和方法的各种实施例。一种用于发射输入信号的示例性无线通信系统包含预失真器模块、GaN功率放大器、耦合器、以及天线。预失真器经配置以通过比较输入信号和反馈信号检测存在的失真并产生校正信号。预失真器可适应地调节其操作以最小化由于GaN 功率放大器非线性特征所导致的存在的失真。结果是GaN功率放大器可将提高线性的功率信号发送至天线。耦合器经配置从GaN功率放大器中采样放大信号以产生反馈信号。天线经配置发射放大信号。
权利要求	1.一种用于发射输入信号的无线通信系统，其包含：预失真器模块，其经配置为通过比较所述输入信号和反馈信号检测所述反馈信号中存在的失真，并产生具有增加的失真的失真输出信号，所述增加的失真基于所检测的存在的失真； GaN功率放大器，其经配置放大所述失真输出信号的功率并产生放大信号；耦合器，其经配置从所述GaN功率放大器采样所述放大信号以产生所述反馈信号；以及天线，其经配置发射所述放大信号。 2.根据权利要求1所述的系统，其中所述GaN功率放大器将放大器失真增加至所述放大信号，其中来自所述预失真器模块的所述增加的失真中的至少一些消除至少一些所述放大器失真。 3.根据权利要求1所述的系统，其中所述输入信号处于中频。 4.根据权利要求1所述的系统，还包含向上变频器，其经配置在所述预失真器模块比较所述输入信号和所述反馈信号之前，将所述输入信号向上变频至中频。 5.根据权利要求1所述的系统，还包含向下变频器，其经配置在所述预失真器模块比较所述输入信号和所述反馈信号之前，将所述反馈信号向下变频至中频。 6.根据权利要求1所述的系统，还包含向上变频器，其经配置在所述GaN功率放大器放大所述失真输出信号的功率之前，将所述失真输出信号向上变频至高频。 7.根据权利要求6所述的系统，其中所述高频率是由所述天线发射的最终频率。 8.根据权利要求1所述的系统，还包含波导，其经配置自所述GaN功率放大器接收所述放大信号，并将所述放大信号提供至所述天线。 9.根据权利要求8所述的系统，其中所述无线通信系统是微波无线通信系统。 10.根据权利要求1所述的系统，还包含自动增益调整器，即AGC，其经配置在所述预失真器模块接收所述反馈信号之前，调整所述反馈信号的增益。 11.一种方法，其包含：接收输入信号和反馈信号；比较所述输入信号和所述反馈信号以检测所述反馈信号内存在的失真；通过预失真器模块，产生具有增加的失真的失真输出信号，其中所述增加的失真基于所检测的存在的失真；利用GaN功率放大器，放大所述失真输出信号以产生放大信号；基于所述放大信号产生所述反馈信号；以及通过天线发射所述放大信号。 12.根据权利要求11所述的方法，其中所述GaN功率放大器将放大器失真增加至所述放大信号，所述放大器失真至少部分地通过由所述预失真器模块增加的所述增加的失真被消除。 13.根据权利要求11所述的系统，其中所述输入信号处于中频。 14.根据权利要求11所述的方法，还包含在比较所述输入信号和所述反馈信号之前，将所述输入信号向上变频至中频。 15.根据权利要求11所述的方法，还包含在比较所述输入信号和所述反馈信号之前，将所述反馈信号向下变频至中频。 16.根据权利要求11所述的方法，还包含将所述输出信号向上变频至高频。 17.根据权利要求16所述的方法，其中所述高频率是由所述天线发射的最终频率。 18.根据权利要求11所述的方法，在使用所述天线发射所述放大信号之前，使用波导滤波器滤波所述放大信号并通过波导传播来自所述波导滤波器的所述放大信号。 19.根据权利要求18所述的方法，其中所述天线是微波无线通信系统的一部分。 20.根据权利要求11所述的方法，还包含在比较所述输入信号和所述反馈信号之前调节所述反馈信号的增益。 21.一种系统，其包含：通过比较输入信号和反馈信号以检测所述反馈信号存在的失真的装置；基于所检测的存在的失真产生带有增加的失真的失真输出信号的装置；其经配置放大所述失真输出信号以产生放大信号的GaN功率放大器，其中所述GaN功率放大器将放大器失真增加至所述失真输出信号，所述放大器失真至少部分地通过所述增加的失真被消除；基于所述放大信号产生所述反馈信号的装置；以及经配置发射所述放大信号的天线。
说明书全文	采用预失真和GAN（氮化镓）功率放大器装置用于具有提高的线性和功率输出的射频发射器的系统和方法技术领域 [0001] 本发明涉及发射器，更具体涉及关于改进发射器输出功率的系统和方法的实施例。背景技术 [0002] 随着无线通信服务的使用日益增加和基本普遍，对无线通信网络的空载发射能力的要求也日益增加。虽然在过去，少量的T1线（1.544Mbps）通常足以链接无线基站和移动交换中心，但是如今需要增长至数百T1线，并且逐年增加。购买额外的T1线不仅是极大的重复花销，而且在许多情况中，根本不存在这样的容量。此外，时常还需要新的铜线或者光纤线缆。通常后一项选择对于发达国家是非常耗费时间和开销的，而且容易被偷窃。此外，必须要解决长的通行权问题。 [0003] 高能力微波点对点链接是可选的可选项，其具有低的重复成本，而且实际上不会有通行权问题。一旦获得许可证，通常在一周内可完成安装。微波链接基本上由一对无线发射器和接收器构成，每端一个。该连接的一个最重要参数是发射器的输出功率，其直接影响链接的系统增益，从而影响了必须用于给定链接距离的天线的尺寸。在无线空载发射网络中，几乎普遍地优选较高的输出功率，并且仅受到线性输出功率的限制，其中当满足调节和功率消耗要求时，能够从发射器中获得线性输出功率。 [0004] 微波无线电连接设计的另一个重要方面是功率放大器的效率。通常，收发器的总DC预算的几乎40%至60%被功率放大器（PA）独自占用。效率限制是在特定的IMD3水平或者以下必须获得来自PA的输出功率的要求导致。这是要求满足调节需求（例如由US中的FCC和欧洲的ETSI所规定的那些）以及在给定接收的信号水平时，在接收器侧上获得特定的BER。 [0005] 微波无线电的功率放大器通常为了实现线性要求，使用一个或更多GaAs FET的级，其在8V至12V的漏极电压和A类模式下操作。GaA的输出功率能力位于1W/mm附近的范围内。为了高的输出功率无线电，这需要使用较大装置或者并联的多种装置。两种解决方案均有明显缺点。前者明显造成难于在任何合理的带宽量内匹配功率放大器，以及迫使多种功率放大器模块的设计覆盖特定频带。后者涉及使用多种耦合器、功率组合器、以及分配器，因此增加了组件数量，同时还增加了损耗（即，降低了功率组合效率）。不利地影响了PA模块的成本和其可靠性。发明内容 [0006] 各种实施例提供了增加发射器的线性输出功率的系统和方法。用于发射输入信号的示例性无线通信系统包含预失真器模块、GaN功率放大器、耦合器、以及天线。预失真器模块经配置通过比较输入信号和反馈信号检测存在的失真，并产生校正的信号。预失真器可适应性地调节其操作以最小化由于GaN功率放大器非线性特征导致的存在的失真。结果是GaN功率放大器可将提高线性的功率信号发送至天线。耦合器经配置从GaN功率放大器采样放大信号以产生反馈信号。天线经配置发射放大信号。 [0007] 在一些实施例中，GaN功率放大器可将放大器失真增加至放大信号。至少一些来自预失真器模块的被增加失真可消除至少一些放大器失真。输入信号可以处于中频。 [0008] 在各种实施例中，本系统还包含向上变频器，其经配置在预失真器模块比较输入信号和反馈信号之前，将输入信号向上变频至中频。本系统还包含向下变频器，其经配置在预失真器模块比较输入信号和反馈信号之前，将反馈信号向下变频至中频。本系统可包含向上变频器，其经配置在GaN功率放大器放大失真的输出信号的功率之前，将失真的输出信号向上变频至高频。高频率将是由天线发射的最终频率。 [0009] 本系统可包含这样的波导，其经配置自GaN功率放大器中接收放大信号，并且将放大信号提供至天线。在一个例子中，无线通信系统是微波无线通信系统。 [0010] 在一些实施例中，本系统可还包含自动增益调节器（AGC），其经配置在预失真器模块接收反馈信号之前，调节反馈信号的增益。 [0011] 示例性方法可包含接收输入信号和反馈信号，比较输入信号和反馈信号以检测反馈信号内的存在的失真，通过预失真器模块产生具有增加的失真的失真输出信号，其中增加的失真基于检测的存在的失真，通过GaN功率放大器放大失真输出信号以产生放大的信号，基于放大的信号产生反馈信号，以及通过天线发射被放大的信号。 [0012] 另一个示例性系统可包含通过比较输入信号和反馈信号以检测反馈信号的存在的失真的装置，基于检测的存在的失真产生带有增加的失真的失真输出信号的装置，经配置放大失真输出信号以产生放大信号的GaN功率放大器，其中GaN功率放大器将放大器失真增加至失真输出信号，放大器失真至少部分地被增加的失真消除，基于放大信号产生反馈信号的装置，以及经配置发射放大信号的天线。 [0013] 结合附图，根据以下详细的描述将清楚各种实施例的其他特征和方面，附图通过示例的方式说明了各种实施例的特征。附图说明 [0014] 图1示出一些实施例中的有源发射射频单元（RFU）。 [0015] 图2是一些实施例中的示例性发射射频单元的框图。 [0016] 图3是一些实施例中的用于增加无线发射系统的线性和功率的示例性方法的流程图。 [0017] 图4是示出在一些实施例中处于5.80GHz时的独立15瓦GaN功率放大器的增益和功率增加效率（PAE）的图表。 [0018] 图5是示出在一些实施例中的微波发射器中用作最后级的处于5.80GHz时的独立的15瓦GaN功率放大器的增益和功率增加效率（PAE）的图表。 [0019] 图6是示出在一些实施例中在5.80GHz的独立的15瓦GaN功率放大器和具有间隔2MHz的双音的GaAs IMFET（8瓦）功率放大器的3阶互调失真（IM3）的图表。 [0020] 图7是示出在一些实施例中，在有或者没有作为输出功率函数的预失真的情况下，处于5.80GHz的15W GaN功率放大器的IMD5数据的图表。 [0021] 图8是在一些实施例中，27.5MHz带宽中的128QAM调制信号的频谱屏蔽图表，其使用30W GaN HEMT，在5.8GHz以37.0dBm的输出功率承载75E1(El=2.048Mbps)的流量。 [0022] 图9是在一些实施例中，55.0MHz带宽中的128QAM调制信号的频谱屏蔽图表，其使用30W GaN HEMT，在5.8GHz以32.0dBm的输出功率承载100E1(El=2.048Mbps)的流量。 [0023] 图10是示出在一些实施例中，对于128QAM调制信号和在5.8GHz的30W GaN HEMT用作最后级功率放大器，在有和没有在5.8GHz的预失真器的情况下，作为输出功率函数的SNR的图表。 [0024] 图11是示出在一些实施例中，对于256QAM调制信号和在5.8GHz的30W GaN HEMT用作最后级功率放大器，在有和没有在5.8GHz的预失真器的情况下，作为输出功率函数的SNR的图表。具体实施方式 [0025] 在一些实施例中，向上变频发射器链在中频（IF）时执行预失真功能，最后级功率放大器是氮化镓（GaN）装置。在一个例子中，可按AB类或者B类模式操作GaN功率放大器。因为可以在低频（IF）以及受限的范围内执行预失真，可以发展通用架构用于6至40GHz的射频部件。在一些实施例中，收发器包含最后级的GaN功率放大器，其在升高的输出功率级时可以提供足够的线性性能。收发器的采样端可将反馈信号提供至预失真方框，其中反馈信号可与输入信号相比，然后可以产生预失真器输出信号，并且被供送至收发器的输入端。为了使反馈信号的频率与输入信号一致，可以使用与用于向上变频的收发器所使用的相同的振荡器模块以执行向下变频处理。 [0026] 在现有技术中，传统收发器中的最后级的功率放大器时常由多种并行的GaA FET级和多级匹配网络构成。因为对于相同输出功率，GaNFET具有较小的外围，GaN FET的输入阻抗通常比GaA FET的更加高，因此在无需精心匹配网络的情况下，更易于在相对宽的带宽下匹配。另外，可以相当大的降低设计复杂性。因为可在较高的电压（28V至50V）下操作GaN FET，可以增加系统的整体可靠性。也就是，对于在现有技术中存在的相同可靠性，可以增加输出功率。 [0027] 图1示出一些实施例中的有源发射射频部件（RFU）102。在一个例子中，有源发射射频部件102在环境100中经天线104，将无线信号提供至无线通信塔106（例如，手机信号塔或者其他微波无线电装置）。有源发射射频部件102可包含GaN功率放大器，而不是现有技术中存在的传统的GaA装置。 [0028] 氮化镓（GaN）是一种宽带间隙半导体材料，其可在高漏极电压下操作（例如范围在20V至60V内），并且还可提供较高的输出功率能力（例如，范围为4-8W/mm）。相比较GaA装置，GaN功率放大器因此易于在较宽的带宽中匹配、具有较好的可靠性和提高的强度。另外，线性化电路的使用能够允许最后级功率放大器按AB类或者B类模式操作，因此供应较高的功率附加效率（PAE）。 [0029] 在一个例子中，与已有GaA解决方案相比较，在没有线性或者SNR退化的情况下，GaN解决方案的使用可提供高达3dB额外输出功率。在另一个例子中，预失真器电路的实现可提供降低高达10dB的频谱再增长和2dB至5dB SNR提高。本领域技术人员应明白通过一个或更多GaN装置替换最终级GaA功率放大器，以及增加预失真器电路可提供比单独GaA解决方案要多的优势。 [0030] 图2是一些实施例中的示例性发射射频部件200的框图。在一些实施例中，GaN功率放大器224并入发射射频部件200（例如，功能性微波无线电）作为最后级的功率放大器。 [0031] 在各种实施例中，预失真器模块208比较输入信号（TXIF IN）202和发射器212的输出处的放大信号的向下变频副本，然后产生向上变频的失真的（例如预失真的）输出信号（例如，TXIF OUT）。可以在预失真器模块208的输入和反馈路径处使用自动增益控制（AGC）电路206和234，从而维持功率级（例如，在或者接近最佳点）。在一些实施例中，可以在外控制预失真器模块208。 [0032] 发射射频部件200可以是任何发射器，其包括，但不限制于，带有TX中频输出的外差发射器。发射射频部件200可包含AGC模块206、预失真器模块208、增益调节器210、发射器212、混频器模块214、振荡模块216、分离器218、滤波器模块220、驱动器222、GaN功率放大器224、耦合器226、增益调节器228、混频器模块230、滤波器模块232、以及AGC模块234。发射射频部件200将信号提供至波导管滤波器240、波导管242、以及天线244。 [0033] AGC模块206可包含自动增益控制（AGC）电路，其经配置增加或者降低中间信号202（例如，TXIF IN）的增益。类似地，AGC模块234可包含AGC电路，其经配置增加或者降低从滤波器模块232中所接受的信号增益。AGC模块206和/或234可包含带有许多不同电气性能的许多不同类型的AGC。基于一个或更多参考信号，AGC模块206和234分别可调节中间信号202的增益，和来自滤波器模块232的滤波反馈信号。 [0034] AGC模块206和/或234每个均可包括一个或更多组件。例如，AGC模块206和/或234每个均可包括一个或更多AGC。在一些实施例中，AGC模块206和/或234可调节在预失真器208的操作范围或者优选操作范围内，由预失真器208所接收的信号增益。 [0035] 预失真器模块208可接受来自AGC模块206的被调节信号TXIF IN（即，中间输入信号），以及来自AGC模块234的被调节信号TXIF FB（即，中间反馈信号）。在各种实施例中，预失真器模块208相反地塑造增益和相位特性，并且产生将被提供给天线的信号，该信号将减少失真并且增加了最后信号线性。预失真器模块208将“逆失真”引入输出信号，其将被发射器212接收，以消除由一个或者更多组件（例如，GaN功率放大器224）所引起的非线性。 [0036] 例如，预失真器模块208可比较自AGC模块234所接收的反馈信号（即，TXIF FB）和自AGC模块206所接收的输入信号（即，TXIF IN），从而检测反馈信号中的存在的失真。如果反馈信号包含失真，预失真器模块208可引入“逆失真”，从而消除由发射射频部件200的其他组件所增加的非线性。在一个例子中，反馈信号操作预失真器模块208的控制信号，从而控制引入至被提供至增益调节器210和/或发射器212的输出信号的失真量。 [0037] 在一些实施例中，预失真器208可比较输入信号和反馈信号，从而确定在中间反馈信号中是否存在失真。如果被检测失真大于预定的失真阈值，则预失真器模块208可确定将逆失真增加至中间输出信号。在一个例子中，预失真器模块208在增加或者降低逆失真之前，可容许反馈信号中的受限的失真量。 [0038] 在一些实施例中，可由PC238设置失真阈值。PC238可以是任何的数字装置。数字装置可以是带有存储器和处理器的任何装置。尽管图2示出PC238，但是本领域技术人员应明白PC238可以不是发射射频部件200的一部分（例如，PC238可以是远程的）。 [0039] 本领域技术人员应明白预失真器模块208可以是任意选择的。例如，在不会预失真的情况下，可以由增益调节器210和/或发射器212接收IF输入信号202（或者由AGC模块206增益调节）。在该例子中，发射射频部件200可以不包括反馈路径（即，耦合器226、增益调节器228、混频器模块230、滤波器模块232、或者AGC模块234）。 [0040] 在该例子中，由GaN功率放大器224所引导的失真可能不会被预失真消除，或者可能被预失真或者后失真（即，增加逆失真，其通过其他组件消除了被增加在信号中的失真）消除。例如，一个或更多组件可以选自和被包括在这样的电路中，即在其他功能中，该电路可增加这样的失真，即可消除由其他组件所增加的失真，例如GaN功率放大器224。 [0041] 增益调节器210可增加或者降低自预失真器模块208所接收的中间输出信号的增益。在一些实施例中，增益调节器210可在发射器212的操作范围或者优选的操作范围内，调节中间输出信号的增益。类似地，增益调节器228可增加或者减少自耦合器226所接受的放大信号的增益。在一些实施例中，增益调节器228可调节混频器模块230的操作范围或者优选操作范围内的中间输出信号的增益。 [0042] 增益调节器210和228每个均可包含具有许多不同电气特性的许多不同类型的增益调节器。增益调节器210和/或228可包括一个或更多组件。 [0043] 混频器模块214和振荡模块（RPLO）216可代表向上变频器，其经配置向上变频来自增益调节器210的被调节输出信号，从而产生向上变频的输出信号。向上变频的输出信号将达到由天线所输出的最终频率。 [0044] 类似地，混频器模块230和振荡器模块216可代表向下变频器，其经配置向下变频来自耦合器226的被采样信号，从而产生反馈信号（例如，中频）。本领域技术人员应明白存在任何数量的向上变频器或者向下变频器，其经配置向上变频和/或向下变频发射射频部件200内的信号。 [0045] 在一些实施例中，混频器模块214混合了自增益调节器210接收的信号和来自振荡器模块216的振荡信号（例如，经分离器218接收）。混频器模块230可混合自增益调节器228所接收的信号和来自振荡器模块216的振荡信号（例如，经分离器218接收）。 [0046] 本领域技术人员应明白，在一些实施例中，存在多种振荡器模块，其每个将振荡信号分别提供至混频器模块214和混频器模块230。在一些实施例中，分离器218是任意选择的。 [0047] 混频器模块214和230可包含带有许多不同电气特性的许多不同类型的混频器。此外，每个混频器模块214和230可包括一个或更多组件。例如，混频器模块214可包含一个或更多混频器。 [0048] 振荡器模块216可提供这样的振荡信号，即可被用于向上变频和/向下变频信号。振荡器模块216可包含带有任何不同电气特性的任何类型的振荡器。在一个例子中，振荡器模块216将振荡信号提供至混频器模块214和混频器模块230（经分离器216）。 [0049] 振荡器模块216可以是本地的或者远程的。在一个例子中，振荡器模块216可以被远程定位以及经配置将振荡信号提供至一个或更多发射射频部件。振荡器模块216可包括一个或更多组件。例如，振荡器模块216可包含一个或更多振荡器。 [0050] 本领域技术人员应明白存在任何数量的振荡器模块。在一些实施例中，分离器218是任意选择的。例如，混频器模块218和230可接受来自不同振荡器的振荡信号。分离器218是经配置将振荡信号提供至两个或更多不同组件的任何装置。 [0051] 滤波器模块220和232可以是任何类型的滤波器，其经配置滤波信号。在一个例子中，滤波器模块220可以是带通滤波器，其经配置滤波从混频器模块214中所接收的信号。在一些实施例中，滤波器模块220是部分向上变频器，其经配置将来自增益调节器210和/或预失真器模块208的信号向上变频为较大频率，例如最终频率。滤波器模块232可滤波自混频器模块230中所接收的信号。滤波器模块232可以是部分向下变频器，其经配置向下变频来自耦合器226的反馈信号。 [0052] 滤波器模块220和232可包含带有许多不同电气特性的许多不同类型的滤波器（例如，带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器、等等）。滤波器模块220和232可包含相同的、相似的、或者不同的滤波器。此外，滤波器模块220和232可包含相似类型但具有不同电气特性的滤波器。每个滤波器模块220和232可包括一个或更多组件。例如，滤波器模块220可包含一个或更多滤波器。 [0053] 驱动器222可以是任何放大器和/或衰减器。在一个例子中，驱动器包含一个或更多GaAs IMFET。在一些实施例中，驱动器222可接受来自滤波器模块220的被滤波信号，以及放大或者减弱信号。驱动器222可将信号提供至GaN功率放大器224。在一些实施例中，驱动器222是任意选择的。 [0054] 本领域技术人员应明白驱动器222可包含或者被放大/衰减器模块替代。放大/衰减器模块可包含放大器和/或衰减器，其经配置放大和/或减弱信号。放大/衰减器模块可以是任何种类的放大器和/或衰减器。此外，放大/衰减器模块可包含具有任何种类的电气特性的一个或更多放大器和/或衰减器。 [0055] GaN功率放大器224放大了自驱动器222所接受的信号的功率。在一些实施例中，放大信号则被提供至波导滤波器240、波导242、和/或天线244，以在提高的功率时发射。 [0056] GaN功率放大器224可被并入作为最后级功率放大器的功能性微波无线电（例如，发射射频部件200）。本领域技术人员将明白任何GaN装置可被用作功率放大器或者在功率放大器内。在一个例子中，可以使用专门为高效率、高增益和宽带宽能力所设计的15W氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）。本装置具有10.5dB的标称增益，并且在+28V漏电压和115mA的静态漏电流时偏置。本装置可被安装在气腔螺旋式法兰包装内，并且可经匹配在5.5GHz至5.8GHz的频率范围内操作。 [0057] 尽管在图2中示出信号GaN功率放大器224，但是本领域技术人员应明白存在任何数量的GaN功率放大器224。例如，多种GaN功率放大器224可以是一部分匹配网络。 [0058] 在各种实施例中，GaN功率放大器224的增加导致较少DC功率损失，这是因为DC-DC转换效率。此外，GaN功率放大器224可具有较高功率输出每单位周围，因此对于相同的功率输出将更加易于匹配GaAs FET装置。GaN功率放大器224可经设计无需繁琐的多级匹配网络下，实现宽带操作。 [0059] 本领域技术人员应明白，通过最后级GaN功率放大器224，将固定频率线性化电路（例如，预失真器模块208）增加至发射器链，允许按AB类或者B类模式操作晶体管。按AB类或者B类模式操作晶体管可极大地提高传统A类模式操作的效率。本领域技术人员应明白对于DC功率消耗、功率输出、以及给定电气/机械约束的线性的最佳比较评定，整个系统可以是最优化的。 [0060] 此外，本领域技术人员应明白，可选项中的GaN功率放大器224的使用可导致在相同或者较低DC功率消耗时的高发射器功率。此外，结合GaN功率放大器224和预失真器模块208可导致提高的线性和相同的功率输出或者较高功率输出时的相同的线性。在一些实施例中，可以提高功率放大器DC功率效率。这还可以允许选择在“绿色”模式下降低发射器212的DC功率消耗。在各种实施例中，对于相同的功率输出，通过降低功率放大器的结点温度，GaN功率放大器224和预失真器模块208的结合可导致总回收率的增加。此外，宽带，高效率功率放大器可经设计具有降低的发射器选项数量。 [0061] 在一些实施例中，发射射频部件200可包含或者与波导滤波器240和波导242通信。波导滤波器240可以是任何滤波器，其耦合至波导242，并且经配置滤波电磁波（例如，移除噪音）。波导242可将信号提供至天线244。波导242可以是任何波导种类或者波导类型。例如，波导242可以是空心的和/或包含电介质。在一些实施例中，波导242包含矩形至圆形波导。 [0062] 在各种实施例中，反馈路径将来自GaN功率放大器224的放大信号的复件提供至预失真器208。反馈路径可包含耦合器226、增益调节器228、混频器模块230、滤波器模块232、和AGC模块234。 [0063] 耦合器226是经配置采样或者分离来自GaN功率放大器224的放大信号的任何类型的组件。在一些实施例中，耦合器226采样放大信号，从而形成反馈信号。反馈信号可以被提供至增益调节器228，其可增加或者减少反馈信号的增益。在一个例子中，增益调节器228在混频器模块230的优选操作范围内，减少来自耦合器226的反馈信号的增益。 [0064] 应明白地是“模块”可包含软件、硬件、固件、和/或电路。在一个例子中，一个或更多软件程序可执行此处所述模块的一个或更多功能，所述软件程序包含能够被处理器实行的指令。在另一个例子中，电路可执行相同的或者类似的功能。可选实施例可包含更多、较少、或者功能性等效的模块，并且仍处于本实施例范围内。例如，如上所述，各种模块的功能性可以结合或者分为不同部分。 [0065] 在各种实施例中，本领域技术人员将明白多种发射射频部件可被用于发射相同信号（例如，含有由无线通信源速所提供的相同信息的信号）。基于相同的预定相位值，每个发射射频部件可分别调节待被发射的信号的相位。类似地，基于相同的增益值，每个发射射频部件可分别调节待被发射的信号的增益。结果，来自每个发射射频部件的信号相位和增益可以是相同的或者基本类似的（例如，可以辨认信号的相位和增益）。随后可以结合信号以放大信号。在一个例子中，在通过天线发射之前可结合信号。在另一个例子中，经不同的天线发射信号，信号空间上结合。2011年9月29日提交的题为“Systems and Methods for Providing Signals of Multiple Active Wireless Transmitters（多有源无限发射器提供信号的系统和方法）”的美国非临时专利申请序列号13/249,202通过引用的方式并入。 [0066] 为此，发射射频部件200可还包含信号质量控制模块，其经配置产生相位控制信号，从而控制被处理信号的相位。信号质量控制模块可接受向上变频的信号（例如，由混频器模块214向上变频后的信号），以及混合所接收的信号和本地振荡信号（例如，来自振荡器模块216）。信号质量控制模块可滤波和/或比较混合的信号和预定相位值，从而基于比较产生相位控制信号。相位控制信号可控制相位调节器，其调节发射射频部件200内的信号相位。在一些例子中，在混频器模块214向上变频信号之前或者之后，相位调节器调节了信号。 [0067] 在一些实施例中，信号质量控制模块可包含分离器，从而分裂相位补偿器和增益补偿器之间的信号（例如，放大的信号）。基于混合信号的相位和预定相位值的比较，相位补偿器可产生相位控制信号。基于分裂信号的增益和预定增益值的比较，增益补偿器可产生增益控制信号。增益控制信号可控制增益调节器（例如，增益调节器210或者AGC模块）。在一些实施例中，发射射频部件200包含增益调节器，其经配置在混频器模块214向上变频信号之前或者之后接收信号。 [0068] 相位调节器可包含可变相位控制电路，其经配置增加或者降低待被发射的信号的相位。相位调节器可包含具有不同电气特性的任何类型的相位调节器或者移位器。基于来自信号质量控制模块的相位控制信号，相位调节器可调节信号相位。相位调节器可包括一个或更多组件。例如，相位调节器可包含一个或更多相位控制元件。 [0069] 图3是一些实施例中，用于增加无线发射系统的线性和功率的示例性方法的流程图。在步骤302处，调制解调器接收信号，并且将输入信号提供至向上变频器。向上变频器可包含混频器模块，其经配置混合振荡信号和来自调制解调器的信号，从而产生中频输入信号。在一些实施例中，向上变频器可在混合信号之前，滤波来自振荡器模块的振荡信号。在各种实施例中，调制解调器可提供I和Q信号，其可以向上变频，产生向上变频的输入信号。 [0070] 本领域技术人员应明白在初始频率、中频、最终频率、或者任何其他种类的频率时，可以通过预失真器模块208接收输入信号。不同的预失真器模块208可包含不同的操作区域。尽管预失真器208可经设计使用高频率操作（例如，发射的最终频率），当与在较低频率范围时操作的其他类型的预失真器模块208比较时，这些类型的预失真器模块208将是昂贵的。 [0071] 在步骤304处，向上变频器将来自调制解调器的输入信号向上变频为中频（IF）。然后，IF输入信号可被提供至自动化增益控制器（AGC）206或者预失真器模块208。 [0072] 在一些实施例中，由AGC206接收IF输入信号，其中AGC在将IF输入信号提供至预失真器模块208之前，可增加或者减少IF输入信号的增益。在一个例子中，AGC206比较了IF输入信号202和参考信号204，从而确定IF输入信号202的增益的增加或者减少。AGC206可调节IF输入信号202的增益，以便信号增益位于操作范围内或者预失真器模块 208的优选操作范围内。 [0073] 预失真器模块208可接受IF输入信号和反馈信号。反馈信号可基于准备由GaN功率放大器和/或其他组件发射的信号。反馈信号可包含由一个或更多组件引起的存在的失真，例如GaN功率放大器。 [0074] 在步骤306处，预失真器模块208可比较IF输入信号和反馈信号，从而检测反馈信号的存在的失真（如果有）。为了提高线性，预失真器模块208可将“逆失真”增加至IF输入信号，从而产生失真的输出信号。失真的输出信号的“逆失真”可消除或者降低增加的失真，其由发射射频部件200的其他组件引起，由此增加了本系统线性。 [0075] 在步骤308处，基于反馈信号的被检测存在的失真，预失真器模块208将额外的预失真施加至IF输入信号，从而产生输出信号（即失真的输出信号）。在步骤310处，增益调节器210调节输出信号的增益，以及将被调节输出信号提供至发射器212。 [0076] 在步骤312处，向上变频器将来自增益调节器210的被调节输出信号向上变频至最终频率。例如，混频器模块214可混合来自振荡器模块216的振荡信号，从而向上变频被调节的输出信号。本领域技术人员应明白在任何时候，还可以进一步向上变频已向上变频的被调节输出信号。 [0077] 在一些实施例中，可以由滤波器模块220滤波向上变频的输出信号。此外，通过驱动器222可以放大和/或衰减向上变频的输出模块。 [0078] 在步骤314处，GaN功率放大器224调节向上变频的输出信号的功率，从而产生放大的信号。在各种实施例中，GaN功率放大器224可将失真（例如，所有或者一些存在的失真）增加至放大的信号。然而，通过由预失真器模块208所增加的失真（例如，逆失真），可以消除或者降低所增加的失真。 [0079] 在步骤316处，来自GaN功率放大器224的放大的信号可以使用波导滤波器240滤波，以及在被提供至天线244之前，通过波导242传播。在各种实施例中，波导滤波器240和波导242为微波发射系统中的发射准备信号。 [0080] 在步骤318中，天线244发射了被滤波放大信号。 [0081] 在步骤320中，基于来自GaN功率放大器224的放大的信号，产生反馈信号。在一个例子中，耦合器226可提取放大的信号的样品，以产生反馈信号。随后，增益调节器228可调节反馈信号的增益。 [0082] 在步骤322中，反馈信号可以向下变频（例如，至中频）。在一个例子中，反馈信号可以通过混频器模块230与振荡信号混合。振荡信号可以来自振荡器模块216（例如，经分离器218）。 [0083] 本领域技术人员将明白混频器模块230可混合反馈信号和来自另一个振荡器模块的振荡信号（例如，不是振荡器模块216）。在一些实施例中，可以在通过混频器模块230混合之前滤波振荡信号。可以通过滤波器模块232滤波向下变频反馈信号。 [0084] 在步骤324中，可以通过AGC模块234调节已向下变频的反馈信号的增益。在一些实施例中，AGC模块234可基于参考信号236调节已向下变频的反馈信号。参考信号236可以是与参考信号204相同的参考信号。 [0085] 本领域技术人员应明白可以调节输入信号的增益和反馈信号的增益，以便信号位于预失真器模块208的操作范围内和/或优选操作范围。 [0086] 在各种实施例中，可以调节发射射频部件200内的信号的相位和信号增益。在一个例子中，多种发射射频部件可经配置通过一个或更多天线发射相同的数据。为了降低或者消除相消干扰和/或提高信号强度，来自不同的发射射频部件的信号的增益和/或相位可以是相同的或者类似的。 [0087] 在各种实施例中，相位调节器可调节信号的相位。相位调节器可在任何点调节信号的相位，其包括，例如，在失真通过预失真器模块208增加至信号之前、在失真通过预失真器模块208增加至信号之后、在信号从IF频率向上变频之前、在信号从IF频率向上变频之后、在信号通过GaN功率放大器224放大之前、或者在信号通过GaN功率放大器224放大之后。 [0088] 相位调节器可以是移相器或者经配置改变信号相位的任何其他元件。在一个例子中，通过来自信号质量控制模块的相位控制信号控制相位调节器。 [0089] 此外，增益调节器210或者另一个AGC模块基于来自信号质量控制模块的增益控制信号（即AD信号），可调节信号增益。本领域技术人员应明白，可在发射射频部件200的电路中的任何点调节信号增益。 [0090] 信号质量控制模块可比较信号相位（例如，在GaN功率放大器224放大信号功率之前或者之后）和预定相位值，以及基于所述比较形成相位控制信号。信号质量控制模块可通过相位控制信号控制相位调节器。预定的相位值可以基于一个或更多发射器和/或待被调节的信号的特性。 [0091] 信号质量控制模块可还比较信号（例如，在GaN功率放大器224放大信号功率之前或者之后）和预定增益值，以及基于所述比较形成增益控制信号。信号质量控制模块可通过增益控制信号，控制增益调节器210或者其他AGC模块。预定的增益值可以基于一个或更多发射器和/或待被调节的信号的特性。 [0092] 在各种实施例中，第二发射射频部件执行步骤302-314，耦合器结合来自量发射射频部件的信号。在各种实施例中，单射频外壳容纳第一和第二微波发射射频部件。两个微波发射射频部件可共享相同的天线。由于相位和增益相同或者基本上类似，结合信号可加强信号。 [0093] 在各种实施例中，信号可在波导滤波器中被滤波和/或经波导提供至天线，用于发射。波导滤波器和/或波导可以是部分无线电封装或者无线电封装的外侧。天线可发射来自微波发射射频部件的信号。 [0094] 应理解，本领域技术人员应明白，在其他系统或者组件的情况下，能够执行图3所示方法的一个或更多步骤。此外，应注意可按任何顺序执行所述步骤。 [0095] 图4是这样的图表400，其示出在一些实施例中，处于5.80GHz时的独立的15瓦GaN功率放大器的增益和功率增加效率（PAE）。图5是这样的图表500，其示出在一些实施例中，处于5.80GHz时的独立的15瓦GaN功率放大器的增益和功率增加效率（PAE），其在微波发射器中用作最后级的功率放大器。功率放大器特性是在有关的固定的频率点时的增益和效率。在较高输出功率级时，增益将轻微的频率响应下降，而效率在降低的功率输出级时将频率响应下降。图4示出当被并入微波发射器链时的15W GaN功率放大器的增益和效率，并且将其与图5所示的进行比较。这些示例性附图示出当GaN功率放大器被包括在Tx链中与当其单独地使用额外超线性驱动器放大器比较时，效率下降。在一个例子中，GaN放大器可以倾向于AB类模式操作。 [0096] 使用间隔2MHz的双音信号，以及还使用多种数字调节的复杂微波，可以执行系统水平测试。图6是示出在一些实施例中在5.80GHz的独立的15瓦GaN功率放大器和具有间隔2MHz的双音的GaAs IMFET（8瓦）功率放大器的3阶互调失真（IM3）的图表600。图6示出GaN和GaA功率放大器的IMD3数字的比较。在与GaA功率放大器比较时，GaN功率放大器示出相同功率输出级时的提高的线性。在35.50dBm的功率输出级时，在不激活预失真器的情况下，GaN和GaA功率放大器的IM3分别是-38.80dBc和-27.50dBc。当激活预失真器时，对于GaA和GaN功率放大器，线性分别提高至-52.0dBc和-43.5dBc。与GaA IMFET的25.2W相比，GaN HEMT的功率消耗（在RF打开的情况下）可以是15.4W。 [0097] 图7是示出在一些实施例中，在有或者没有作为输出功率函数的预失真的情况下，处于5.80GHz的15W GaN功率放大器的IMD5数据的图表700。图6和图7分别示出发射器的IM3和IM5数据，其中发射器具有15W GaN功率放大器，如具有间隔2MHz的双音的最后级放大器，用作复合输出功率。对于IM3，预失真器电路可提供7dB和20dB之间的修正，并且在完整的输出功率级范围内，可维持IM3水平在-47dBc以下。对于IM5，预失真器电路可提供4dB和15dB之间的修正，并且在完整的输出功率级范围内，可维持IM5水平在-55dBc以下。即时在最高的输出功率级，可通过预失真器电路限制线性修正，因为GaN功率放大器前的驱动器级的IM3至少10dB为宜。 [0098] 图8是27.5MHz带宽中的128QAM调制信号的频谱屏蔽图表800，其使用30W GaN HEMT，在5.8GHz以37.0dBm的输出功率承载75E1(El=2.048Mbps)的流量。图9是在一些实施例中，55.0MHz带宽中的128QAM调制信号的频谱屏蔽图表900，其使用30W GaNHEMT，在5.8GHz以32.0dBm的输出功率承载100E1(El=2.048Mbps)的流量。可还为不同的调制状态、带宽、以及功率级，执行符合预失真器开启和关闭的屏蔽。图8和图9示出具有和不具有37.0dBm和32.0dBm输出功率的预失真器的输出屏蔽。在这两种情况中，在一些具有预失真补偿器关闭的例子中，可以获得高达10dB的频谱再生的提高。 [0099] 图10是示出在一些实施例中，对于128QAM调制信号和在5.8GHz的30W GaN HEMT用作最后级功率放大器，在有和没有在5.8GHz的预失真器的情况下，作为输出功率函数的SNR的图表1000。图11是示出在一些实施例中，对于256QAM调制信号和在5.8GHz的30W GaN HEMT用作最后级功率放大器，在有和没有在5.8GHz的预失真器的情况下，作为输出功率函数的SNR的图表1100。通过预失真器开启可以记录分别是128QAM和256QAM信号的5.6dB和2.6dB的SNR提高。在这两种情况中，当预失真器是关闭时，可以观察到非零BER。还可以为128QAM和256QAM调制信号，记录作为输出功率函数的SNR提高和变化。可以分别在图10和图11中示出本结果。在不激活预失真器的情况下，SNR可随输出功率增加而频率响应下降。当运行预失真器时，两种调制状态下的SNR变化均少于0.5dB。 [0100] 本文描述了作为示例的各种实施例。本领域技术人员应明白可以做出各种修正，并且在不背离本发明较宽范围的情况下能够使用其他实施例。因此，基于示例性实施例的这些和其他变化是要被本发明所涵盖。

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