WO2015169909A1 - Radiofrequency amplification system - Google Patents

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WO2015169909A1
WO2015169909A1 PCT/EP2015/060085 EP2015060085W WO2015169909A1 WO 2015169909 A1 WO2015169909 A1 WO 2015169909A1 EP 2015060085 W EP2015060085 W EP 2015060085W WO 2015169909 A1 WO2015169909 A1 WO 2015169909A1
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WO
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amplification
output
branches
stage
coupler
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/060085
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French (fr)
Inventor
David Arnaud
Pascal HOPITAL
Nicolas BREANT
Jeremy TASTET
Original Assignee
Advanced Wireless Solutions And Services (Aw2S)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/602Combinations of several amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3241Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/68Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/192A hybrid coupler being used at the input of an amplifier circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/204A hybrid coupler being used at the output of an amplifier circuit

Definitions

  • the present invention relates to a radio frequency amplifier of the type used in mobile telephony and more particularly to a multi-frequency or multi-carrier radio frequency amplifier.
  • MCPA multi-carrier radio amplifiers widely used in the field of mobile wireless networks because of its cost and energy efficiency advantages.
  • the main disadvantage of this system is the unreliability related to the robustness of the amplifier stage. Indeed as several carriers are amplified by one and the same amplifier, when the latter comes to stop working, all the carriers amplified by it come to be affected. Some industries are reluctant to use this technology. To guarantee reliable transmission, they prefer to use a single amplifier per carrier, even if a redundant system is required in the case of critical transmission. The main impacts of this type of system are therefore a high budgetary cost and a high energy cost.
  • the document WO2006 / 066461 A1 describes an amplifier whose driver and power amplification stages are separated by a combination stage of the driver and isolation signals, which is contrary to the present invention and remains as described in the art. prior to this application.
  • the coupler stages of this document comprise only a first input 90 ° coupler, this phase shift being transmitted to the output of the amplifier.
  • the amplifier of the document WO2006 / 066461 A1 does not offer a complete redundancy of the amplification channels and does not allow either to dedicate a channel to the amplification of the carrier signals, the other way to the amplification of the signaling signals.
  • high amplitude to achieve a Doherty type amplification by playing on the polarizations of the stages of each channel is in the event of a failure of one branch, to process the complete signal on the other branch and to deliver 1 ⁇ 4 of the power in exit.
  • a DSP manages two digital channels each equipped with a digital to analog converter and an amplifier.
  • the device according to the invention makes it possible to reduce or even remedy these disadvantages, but also to improve the performance of the radio frequency amplifiers.
  • the invention proposes a radio frequency amplification system which comprises a signal input supplying at least two independent power amplification branches, each branch being provided with amplification stages and an output isolating circuit and for which an RF coupling stage combines the signals of said branches downstream of the insulator circuits and for which an RF divider coupler 3dB receives the signal to be amplified on one of its input channels and divides this signal in two on its signal channels.
  • quadrature output connected to said amplification branches each provided with successive amplification stages comprising a driver stage and a final stage and each followed by a circulator-type insulator circuit, the quadrature signals leaving said branches being sent to inputs of a coupler Hybrid coupler type RF output where they are re-phased and summed to output to the first output channel of the coupler.
  • the present invention provides a 90 ° coupler input and a 90 ° output coupler phasing the output signals.
  • a divider coupler receiving a signal to be amplified provides the signal to two separate amplification pathways then recombined.
  • the amplifier comprises at least one divider stage adapted to provide a signal output and a sampling output.
  • each branch comprises at least one divider stage adapted to provide a signal output and a sampling output.
  • a coupler stage combines the sampling outputs.
  • the withdrawal outlets comprise independent and recombinant sampling routes.
  • a phase and / or gain adjustment circuit is arranged between the input divider stage and a first amplification stage of at least one of said branches.
  • phase and / or gain control circuit is advantageously controlled by a computer so as to optimize the reduction of even-order intermodulation products at the output of the branches.
  • the signal input of the system of the invention is preferably derived from a computer.
  • sampling lanes coming from divider stages at the output of the amplification branches are connected to return loops connected to modules for adding an RF pre-distortion input of said branches. amplification.
  • FIG. 1 a block diagram of an amplification system of the prior art
  • FIG. 2 a block diagram of an amplification system according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 a block diagram of an amplification system according to FIG. 1 further comprising a sampling circuit
  • FIG. 4 a block diagram of an amplification system according to FIG. 1 comprising branch sampling circuits;
  • FIG. 5 a block diagram of an amplification system according to FIG. 4 comprising a phase-shifting circuit and / or an input attenuator on one of the branches;
  • FIG. 6 a block diagram of an amplification system according to FIG. 5 comprising a device for selecting the sampling outputs;
  • FIG. 7 an application diagram with pre-distortion correction
  • FIG. 8 a diagram of a four-way embodiment according to the invention
  • FIG. 9 a variant of the diagram of FIG.
  • the present invention relates to MCPA type power amplifiers (multi-carrier power amplifier).
  • FIG. 1 An example of such an amplifier according to the prior art as shown in Figure 1 generally comprises two to three stages, an optional first amplification stage called according to the English terminology in force in the field "pre-driver” , a second stage called “driver” 1 and a third called “final” 2.
  • These different stages typically each comprise two transistors 3, 4 for the driver and 5, 6 for the final stage mounted in quadrature in order to improve the linearity of the amplifier.
  • modified class B radio amplifiers there may be more transistors in the final stage to improve performance. Energy. In addition they are polarized differently, one branch taking charge of the carrier amplification and the other of the peak amplification, and these are sometimes different power transistors.
  • the output of the final stage is taken by a directional coupler 7 to be analyzed in order to improve the correction of nonlinearities in real time.
  • an output isolator 8 responsible for isolating the mounting of external disturbances by adding interference rejection that can return from the output. This isolator becomes an element whose linearity is critical because it is excluded from the correction loop.
  • the present invention proposes to mount the successive amplification stages in separate ways and to include an isolator before recombination instead of leaving it at the output of the assembly after recombination.
  • an RF divider coupler 3dB 200 receives the signal to be amplified on one of its input channels E 200a and divides this signal in two on its tracks.
  • quadrature output 200c, 200d which are connected to amplification channels 100a, 100b each provided with successive amplification stages.
  • the divider coupler 200 receives on a second input a matched load 201 in a manner known per se.
  • the channel 100a comprises a driver stage 1 10a and a final stage 1 1 1a and the channel 100b comprises a driver stage 1 10b and a final stage 1 1 1b.
  • Each channel is followed according to a first aspect of the invention by a circulator-type insulator circuit 120a, 120b and the quadrature signals are sent to inputs 130a, 130b of an output coupler 130 of the hybrid coupler type where they are delivered. in phase and summed to output on the first output channel 130c of the coupler to the output S of the amplifier, the second output channel 130d of the coupler to a matched load 131.
  • a 3 dB RF coupler is a coupler whose output signals are in quadrature. Likewise a hybrid coupler shifts its outputs by 90 °.
  • the amplification channels do not include any other coupler or decoupler in particular between the amplification stages.
  • the insulators ensure that the other path can continue to operate correctly.
  • the output signal is not suppressed and the amplifier can deliver a quarter of the total power normally supplied by the two channels.
  • the working channel delivers half the power of the amplifier and half of this power is returned by the coupler 130 to the isolator of the failed channel and thus lost while the other half of this power transmitted is transmitted out of the equipment.
  • the assembly of the invention it is simple to dedicate a channel to the amplification of the carrier signals, the other way to the amplification of the signals of high amplitude to perform a Doherty type amplification by playing on the polarizations of the floors of each lane.
  • the operation of the channels can in particular be adapted in real time by the use of polarization means controlled by the digital transmission system and it is thus possible by varying the polarization of the stages. amplification of a system for which the two channels amplify the entire signal to a system for which one channel is dedicated to the amplification of signal peaks, the other channel amplifying the carrier signals or to adapt the polarization to cut a channel in the case of weak signals to be transmitted to reduce the power consumption of the amplifier and improve the ratio signal transmitted on bias current which further reduces the heat dissipation of the amplifier and thus increases its MTBF (average time before failure).
  • a sampling divider coupler 140 between -10dB and -30dB makes it possible to separate the output S from a sampling output P after the recombination of the signals of the two branches by the coupler 130 disposed after the insulators 120a, 120b of each branch.
  • the unused channels 130d and 140b of the couplers 130 and 140 are loaded by suitable loads 131, 141.
  • the sampling makes it possible to ensure a correction of the signal for example by pre-distortion or to make a real-time measurement of the output.
  • the invention instead of taking the output signal after recombination, provides for sampling by means of directional couplers 150a, 150b, attenuation sampling between 10dB and 30dB on each channel after insulators 120a, 120b.
  • the directional couplers 150a, 150b respectively have signal outputs Sa, Sb and sampling outputs Pa, Pb.
  • the signal outputs Sa, Sb are combined by a coupler stage 155, particularly of the hybrid coupler type 3dB, to give an output signal S while the signals taken at Pa, Pb are combined by a coupler stage 1 60, in particular of the hybrid coupler type 3dB, to give a single sampling output P.
  • the samples can be processed separately or recombined as shown in FIG. 6, which proposes a mounting for which switches 180a, 180b of analog switch type make it possible to choose between separate sampling outputs Pva, sampling channel A, Pvb, sampling channel B or an output single P sampling by recombination of the two-lane samples at a coupler 1 62.
  • Samples Pva and Pvb make it possible to observe the channels separately or, in the case of a faulty channel, to observe the channel remaining in operation.
  • FIG. 5 represents a variant of FIG. 4 for which a phase and / or gain adjusting circuit 170 is incorporated in one of the branches.
  • This circuit which can be controlled numerically, makes it possible to refine the adjustment of the quadrature between the channels which makes it possible to balance the channels and to make a first correction of the odd harmonics.
  • phase and / or gain adjustment 170 continuously set by the system in all the branches minus one. , optimize the phasing and gain and thus ensure better cancellation of even-order intermodulation products.
  • Figure 7 corresponds to a system with feedback loop for a pre-distortion type correction.
  • the DSP 310 adapts the signal BF to send input E of the amplifier by adding a pre-distortion opposite the theoretical distortion of the amplifier.
  • the feedback loop returns the actual output signal which, once demodulated, is compared to the pure signal to be transmitted.
  • the measured difference is used to adapt the pre-distortion to correct the actual imperfections of the amplifier.
  • the signal processing circuit 310 called "DSP" can in particular be the combination of a conventional processor or a DSP and an FPGA type component.
  • the DSP receives the samples of the signal in digital form N. These samples are formatted in the DSP with filtering, crest factor reduction or other algorithms and then pre-distorted by a digital pre-distortion algorithm and sent to the DSP. the digital converter 210.
  • the converter is followed in a known manner by a filter 215 to reject the images generated by the D / A converter and a modulator 220 which serves to modulate a carrier generated by an oscillator 230 with the signal from the converter.
  • the modulator is followed by a band pass filter 225, to reject the images generated by the modulator, and possibly a gain control stage 226 which controls the total gain of the amplifier.
  • the signal is split in two in the coupler 200 to be amplified in the separate channels according to the invention.
  • a computer-controlled phase or gain control 170 or DSP 310 is implemented to improve the quadrature between the channels.
  • the channels comprise amplification stages and isolators 120a, 120b before the recombination and sampling couplers.
  • two directional sampling couplers 191 a, 191 b each receive the signal from one channel and distribute it on the one hand to an output coupler 155 and on the other hand in attenuated form to controlled switches 181 a, 181 b discussed below.
  • a demodulator 240 receiving a carrier generated by an oscillator 250, a second filter 261 and an analog / digital converter 270.
  • the sampling Pr passes into the band filter and a gain adjustment 260 so that the sampling chain keeps a gain almost constant depending on the temperature.
  • the sample then passes into a mixer 240 to remove the carrier by means of a frequency coming from the oscillator 250 and then to the antireflection filter 261 before entering the A / D converter 270.
  • the converter supplies data representing the cleaned and demodulated received low frequency signal from the sampling Pr. These data are supplied to the digital signal processor DSP 310 which will calculate a predistortion of distortion compensation from the amplifier.
  • This chain has two functions performed by the DSP:
  • DPD digital pre-distortion
  • the DSP can further choose the sample used in order to continue operating in degraded mode. To do this, controlled switches 181a, 181b, 183 are controlled by control outputs C1, C2, C3.
  • the switches 181a, 181b receive sampling signals Pa, Pb from the directional sampling couplers 191a, 191b at the output of the amplified channels and directing, as a function of control signals C1, C2 emitted by the computer or DSP 310 or these signals to a coupler 195 which recombines the channels Pa, Pb taken in a signal P, or to a three-way switch 183 which, as a function of a control signal C3 emitted by the computer or DSP 310, selects a signal Pr from Pa, Pb and P.
  • Figure 8 corresponds to a two-two recombined four-way embodiment.
  • the device comprises a cascade of dividing stages produced by means of hybrid couplers 3dB, a first divider stage 400 supplies two dividing stages 410a, 410b each supplying two channels, a first channel comprising the amplification stages 420a, 421a, 422a and a second channel comprising the amplification stages 420b, 421b, 422b for the divider coupler 410a and a third channel comprising the amplification stages 420c, 421c, 422c and a fourth channel comprising the stages amplifier 420d, 421d, 422d for the divider coupler 410b.
  • the second and third channels each comprise, according to the example, a phase and / or gain adjusting device 415a, 415b.
  • the four channels are provided at the output of amplification of circulator type isolators 430a, 430b, 430c, 430d followed by directional sampling couplers 440a, 440b, 440c, 440d separating a signal output Sa, Sb, Se, Sd of an attenuated sampling output Pa, Pb, Pc, Pd.
  • the outputs Sa, Sb are then combined in a coupler 450a while the outputs Se, Sd are combined in a coupler 450b, the outputs of these two
  • the couplers are then combined in a coupler 470 to provide a single output signal S.
  • sampling outputs are combined in pairs and then recombined to give a single sampling output p with couplers 460a, 460b and 480.
  • intermediate samples can be used to control the phase control devices 170a, 170b, linearity and / or gain.
  • FIG. 9 describes a system for which the sampling channels Pa, Pb coming from the dividing stages 150a, 150b at the output of the amplification channels are used as correction signals for modules 500a, 500b for adding a pre-distortion RF.
  • sampling paths Pa, Pb of the amplification branches are connected to the modules 500a, 500b which adapt the RF pre-distortion necessary for the compensation of the amplification branches.
  • sampling output Pa of the amplification branch 100'a is connected to the RF pre-distortion module 500a
  • the sampling output Pb of the amplification branch 100'b is connected to the predistortion module RF 500b
  • the signal enabling the control of the phase control device 170 by the digital system to which the amplifier is connected is taken by means of a sampling coupler 490 after the recombination of the amplification channels by the coupler 155.
  • the sampling coupler 490 has an output channel S and a sampling path P attenuated with respect to the output channel.
  • the amplifier of the invention which provides a redundancy of the transmission channels is adapted to multi-carrier applications, allows to gain in energy efficiency and offers a more precise management of distortion corrections.
  • 3dB hybrid couplers, -30dB -30dB sampling couplers and other components are chosen to be adapted to the power of the amplifier, the output couplers in particular holding power greater than the input couplers.
  • the invention is not limited to the examples shown and in particular the number of stages of each channel may be different from two or three. Likewise, other types of correction than the pre-distortion correction are possible within the scope of the invention.

Abstract

The invention relates to a radiofrequency amplification system comprising at least two independent power amplification branches (100a, 100b), each branch being provided with amplification stages (110a, 111a, 110b, 111b) and an outlet isolator circuit (120a, 120b), said system comprising an RF coupling stage (130) of said branches, combining the signals of said branches downstream from the isolator circuits (120a, 120b).

Description

SYSTEME D'AMPLIFICATION RADIOFREQUENCE  RADIOFREQUENCY AMPLIFICATION SYSTEM
Domaine de l'invention Field of the invention
La présente invention concerne un amplificateur radiofréquence du type utilisé en téléphonie mobile et plus particulièrement un amplificateur radiofréquence multifréquences ou multi-porteuses.  The present invention relates to a radio frequency amplifier of the type used in mobile telephony and more particularly to a multi-frequency or multi-carrier radio frequency amplifier.
Arrière plan technologique  Technological background
Aujourd'hui la technologie appelée « MCPA » soit des amplificateurs radio fréquences multi-porteuses s'est largement généralisée dans le domaine des réseaux sans fil mobile commercial grâce à son avantage en termes de coût et d'efficacité énergétique. Cependant pour certaines utilisations, le principal désavantage de ce système est le manque de fiabilité lié à la robustesse de l'étage amplificateur. En effet comme plusieurs porteuses sont amplifiées par un seul et même amplificateur, lorsque ce dernier vient à cesser de fonctionner, toutes les porteuses amplifiées par celui-ci viennent à en être affectées. Certains secteurs d'activité sont réticents quant à l'utilisation de cette technologie. Pour garantir une transmission fiable, ils préfèrent utiliser un seul amplificateur par porteuse quitte à prévoir un système redondant dans le cas de transmission critique. Les principaux impacts de ce genre de système sont donc un coût budgétaire et un coût énergétique élevés.  Today, the technology known as "MCPA" is a multi-carrier radio amplifiers widely used in the field of mobile wireless networks because of its cost and energy efficiency advantages. However for some uses, the main disadvantage of this system is the unreliability related to the robustness of the amplifier stage. Indeed as several carriers are amplified by one and the same amplifier, when the latter comes to stop working, all the carriers amplified by it come to be affected. Some industries are reluctant to use this technology. To guarantee reliable transmission, they prefer to use a single amplifier per carrier, even if a redundant system is required in the case of critical transmission. The main impacts of this type of system are therefore a high budgetary cost and a high energy cost.
Le document WO2006/066461 A1 décrit un amplificateur dont les étages d'amplification drivers et puissance sont séparés par un étage de combinaison des signaux des drivers et d'isolation ce qui est contradictoire avec la présente invention et reste tel que décrit dans l'art antérieur de la présente demande. En outre les étages de coupleurs de ce document comportent uniquement un premier coupleur à 90° en entrée ce déphasage étant transmis jusqu'en sortie de l'amplificateur. The document WO2006 / 066461 A1 describes an amplifier whose driver and power amplification stages are separated by a combination stage of the driver and isolation signals, which is contrary to the present invention and remains as described in the art. prior to this application. In addition, the coupler stages of this document comprise only a first input 90 ° coupler, this phase shift being transmitted to the output of the amplifier.
Enfin dans ce document les étages de puissance ne sont pas suivis par un coupleur hybride en sortie d'amplification comme dans la présente invention.  Finally, in this document, the power stages are not followed by a hybrid coupler at the amplification output as in the present invention.
L'amplificateur du document WO2006/066461 A1 n'offre pas une complète redondance des voies d'amplification et ne permet pas soit de dédier une voie à l'amplification des signaux de porteuse, l'autre voie à l'amplification des signaux de forte amplitude pour réaliser une amplification de type Doherty en jouant sur les polarisations des étages de chaque voie soit dans le cas d'une défaillance d'une branche, de traiter le signal complet sur l'autre branche et de délivrer ¼ de la puissance en sortie.  The amplifier of the document WO2006 / 066461 A1 does not offer a complete redundancy of the amplification channels and does not allow either to dedicate a channel to the amplification of the carrier signals, the other way to the amplification of the signaling signals. high amplitude to achieve a Doherty type amplification by playing on the polarizations of the stages of each channel is in the event of a failure of one branch, to process the complete signal on the other branch and to deliver ¼ of the power in exit.
Le document US201 1 /250854 A1 constitue exactement l'exemple ce que cherche à éviter la présente invention à savoir deux voies traitant les signaux de deux convertisseurs DAC.  Document US201 1/250854 A1 constitutes exactly the example that the present invention seeks to avoid, namely two channels processing the signals of two DAC converters.
Dans ce document, un DSP gère deux voies numériques chacune équipée d'un convertisseur numérique analogique et d'un amplificateur.  In this document, a DSP manages two digital channels each equipped with a digital to analog converter and an amplifier.
Brève description de l'invention  Brief description of the invention
Le dispositif selon l'invention permet de réduire, voire de remédier à ces désavantages mais aussi d'améliorer les performances des amplificateurs radiofréquences.  The device according to the invention makes it possible to reduce or even remedy these disadvantages, but also to improve the performance of the radio frequency amplifiers.
Pour ce faire, l'invention propose un système d'amplification radiofréquence qui comprend une entrée signal alimentant au moins deux branches d'amplification de puissance indépendantes, chaque branche étant pourvue d'étages d'amplification et d'un circuit isolateur de sortie et pour lequel un étage de couplage RF combine les signaux desdites branches en aval des circuits isolateurs et pour lequel un coupleur diviseur RF 3dB reçoit le signal à amplifier sur l'une de ses voies d'entrée et divise ce signal en deux sur ses voies de sortie en quadrature reliées auxdites branches d'amplification pourvues chacune d'étages d'amplification successifs comportant un étage driver et un étage final et chacune suivie par un circuit isolateur de type circulateur, les signaux en quadrature sortant desdites branches étant envoyés sur des entrées d'un coupleur de sortie RF de type coupleur hybride où ils sont remis en phase et additionnés pour sortir sur la première voie de sortie du coupleur. To do this, the invention proposes a radio frequency amplification system which comprises a signal input supplying at least two independent power amplification branches, each branch being provided with amplification stages and an output isolating circuit and for which an RF coupling stage combines the signals of said branches downstream of the insulator circuits and for which an RF divider coupler 3dB receives the signal to be amplified on one of its input channels and divides this signal in two on its signal channels. quadrature output connected to said amplification branches each provided with successive amplification stages comprising a driver stage and a final stage and each followed by a circulator-type insulator circuit, the quadrature signals leaving said branches being sent to inputs of a coupler Hybrid coupler type RF output where they are re-phased and summed to output to the first output channel of the coupler.
A contrario du document WO2006/066461 A1 , la présente invention prévoit un coupleur à 90° en entrée puis un coupleur de sortie à 90° remettant en phase les signaux en sortie.  In contrast to WO2006 / 066461 A1, the present invention provides a 90 ° coupler input and a 90 ° output coupler phasing the output signals.
Dans la présente invention un coupleur diviseur recevant un signal à amplifier fournit le signal à deux voies d'amplification séparées puis recombinées.  In the present invention a divider coupler receiving a signal to be amplified provides the signal to two separate amplification pathways then recombined.
Préférablement, en aval de l'étage de couplage RF, l'amplificateur comporte au moins un étage diviseur adapté à fournir une sortie signal et une sortie de prélèvement.  Preferably, downstream of the RF coupling stage, the amplifier comprises at least one divider stage adapted to provide a signal output and a sampling output.
Avantageusement, en amont de l'étage de couplage RF, chaque branche comporte au moins un étage diviseur adapté à fournir une sortie signal et une sortie de prélèvement.  Advantageously, upstream of the RF coupling stage, each branch comprises at least one divider stage adapted to provide a signal output and a sampling output.
Selon un mode de réalisation particulier, un étage coupleur combine les sorties prélèvement.  According to a particular embodiment, a coupler stage combines the sampling outputs.
Selon un mode de réalisation complémentaire ou alternatif, les sorties prélèvement comportent des voies de prélèvement indépendantes ainsi que recombinées.  According to a complementary or alternative embodiment, the withdrawal outlets comprise independent and recombinant sampling routes.
Selon un mode de réalisation particulier, un circuit de réglage de phase et/ou de gain est disposé entre l'étage diviseur d'entrée et un premier étage d'amplification d'au moins une desdites branches.  According to a particular embodiment, a phase and / or gain adjustment circuit is arranged between the input divider stage and a first amplification stage of at least one of said branches.
Le circuit de réglage de phase et/ou de gain est avantageusement piloté par un calculateur en sorte d'optimiser la réduction des produits d'intermodulation d'ordre pair en sortie des branches.  The phase and / or gain control circuit is advantageously controlled by a computer so as to optimize the reduction of even-order intermodulation products at the output of the branches.
L'entrée signal du système de l'invention est préférablement issue d'un calculateur.  The signal input of the system of the invention is preferably derived from a computer.
Selon un mode de réalisation particulier, des voies de prélèvement issues d'étages diviseurs en sortie des branches d'amplification sont reliées à des boucles de retour connectées à des modules d'ajout d'une pré-distorsion RF en entrée desdites branches d'amplification.  According to a particular embodiment, sampling lanes coming from divider stages at the output of the amplification branches are connected to return loops connected to modules for adding an RF pre-distortion input of said branches. amplification.
Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description qui suit d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention en référence aux dessins qui représentent: Brief description of the drawings Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description of a nonlimiting exemplary embodiment of the invention with reference to the drawings which represent:
en figure 1 : un schéma de principe d'un système d'amplification de l'art antérieur;  in FIG. 1: a block diagram of an amplification system of the prior art;
en figure 2: un schéma de principe d'un système d'amplification selon un premier mode de réalisation de l'invention;  in FIG. 2: a block diagram of an amplification system according to a first embodiment of the invention;
en figure 3: un schéma de principe d'une système d'amplification selon la figure 1 comportant en outre un circuit de prélèvement;  in FIG. 3: a block diagram of an amplification system according to FIG. 1 further comprising a sampling circuit;
en figure 4: un schéma de principe d'un système d'amplification selon la figure 1 comportant des circuits de prélèvement par branche;  in FIG. 4: a block diagram of an amplification system according to FIG. 1 comprising branch sampling circuits;
en figure 5: un schéma de principe d'un système d'amplification selon la figure 4 comportant un circuit déphaseur et/ou atténuateur d'entrée sur l'une des branches;  in FIG. 5: a block diagram of an amplification system according to FIG. 4 comprising a phase-shifting circuit and / or an input attenuator on one of the branches;
en figure 6: un schéma de principe d'un système d'amplification selon la figure 5 comportant un dispositif de sélection des sorties prélèvement;  in FIG. 6: a block diagram of an amplification system according to FIG. 5 comprising a device for selecting the sampling outputs;
en figure 7: un schéma d'application avec correction de pré-distorsion; en figure 8: un schéma d'une réalisation à quatre voies selon l'invention; en figure 9: une variante du schéma de la figure 5.  in FIG. 7: an application diagram with pre-distortion correction; in FIG. 8: a diagram of a four-way embodiment according to the invention; in FIG. 9: a variant of the diagram of FIG.
Description détaillée de modes de réalisation de l'invention  DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
L'invention concerne les amplificateurs RF de puissance de type MCPA (amplificateur de puissance à porteuses multiples).  The present invention relates to MCPA type power amplifiers (multi-carrier power amplifier).
Un exemple d'un tel amplificateur selon l'art antérieur tel que représenté en figure 1 comporte généralement de deux à trois étages, un premier étage optionnel d'amplification appelé selon les terminologies anglo-saxonnes en vigueur dans le domaine "pré-driver", un deuxième étage appelé "driver" 1 et un troisième appelé "final" 2.  An example of such an amplifier according to the prior art as shown in Figure 1 generally comprises two to three stages, an optional first amplification stage called according to the English terminology in force in the field "pre-driver" , a second stage called "driver" 1 and a third called "final" 2.
Ces différents étages comportent typiquement chacun deux transistors 3, 4 pour le driver et 5, 6 pour l'étage final montés en quadrature afin d'améliorer la linéarité de l'amplificateur.  These different stages typically each comprise two transistors 3, 4 for the driver and 5, 6 for the final stage mounted in quadrature in order to improve the linearity of the amplifier.
Dans certaines utilisations comme les amplificateurs de type Doherty, amplificateurs radiofréquences de classe B modifiés, les transistors composant l'étage final peuvent être plus nombreux afin d'améliorer le rendement énergétique. De plus ils sont polarisés différemment, une branche se chargeant de l'amplification de porteuse et l'autre de l'amplification de crête, et ce sont parfois des transistors de puissance différents. In some uses such as Doherty type amplifiers, modified class B radio amplifiers, there may be more transistors in the final stage to improve performance. Energy. In addition they are polarized differently, one branch taking charge of the carrier amplification and the other of the peak amplification, and these are sometimes different power transistors.
Toujours selon la figure 1 , dans le cas d'une correction par pré-distorsion numérique en temps réel (digital pre-distortion en anglais) ou dans le cas d'une correction de type feedforward selon la terminologie anglo-saxonne, la sortie de l'étage final est prélevée par un coupleur directionnel 7 afin d'être analysée pour pouvoir améliorer la correction des non linéarités en temps réel. On trouve ensuite un isolateur de sortie 8 chargé d'isoler le montage des perturbations extérieures en ajoutant une réjection des interférences pouvant revenir de la sortie. Cet isolateur devient un élément dont la linéarité est critique du fait qu'il est exclu de la boucle de correction.  Still according to FIG. 1, in the case of a correction by digital pre-distortion in real time (digital pre-distortion in English) or in the case of a feedforward type correction according to the English terminology, the output of the final stage is taken by a directional coupler 7 to be analyzed in order to improve the correction of nonlinearities in real time. Then there is an output isolator 8 responsible for isolating the mounting of external disturbances by adding interference rejection that can return from the output. This isolator becomes an element whose linearity is critical because it is excluded from the correction loop.
La présente invention propose de monter les étages d'amplification successifs selon des voies séparées et d'inclure un isolateur par voie avant recombinaison au lieu de le laisser en sortie de l'ensemble après la recombinaison.  The present invention proposes to mount the successive amplification stages in separate ways and to include an isolator before recombination instead of leaving it at the output of the assembly after recombination.
Le principe de base de l'invention est décrit en figure 2. Selon cette figure, un coupleur diviseur RF 3dB 200 reçoit le signal à amplifier sur l'une de ses voies d'entrée E 200a et divise ce signal en deux sur ses voies de sortie en quadrature 200c, 200d qui sont reliées à des voies d'amplification 100a, 100b pourvues chacune d'étages d'amplification successifs.  The basic principle of the invention is described in FIG. 2. According to this figure, an RF divider coupler 3dB 200 receives the signal to be amplified on one of its input channels E 200a and divides this signal in two on its tracks. in quadrature output 200c, 200d which are connected to amplification channels 100a, 100b each provided with successive amplification stages.
Le coupleur diviseur 200 reçoit sur une seconde entrée une charge adaptée 201 de manière connue en soi.  The divider coupler 200 receives on a second input a matched load 201 in a manner known per se.
Selon l'exemple, la voie 100a comporte un étage driver 1 10a et un étage final 1 1 1 a et la voie 100b comporte un étage driver 1 10b et un étage final 1 1 1 b.  According to the example, the channel 100a comprises a driver stage 1 10a and a final stage 1 1 1a and the channel 100b comprises a driver stage 1 10b and a final stage 1 1 1b.
Chaque voie est suivie selon un premier aspect de l'invention par un circuit isolateur 120a, 120b de type circulateur et les signaux en quadrature sont envoyés sur des entrées 130a, 130b d'un coupleur de sortie 130 de type coupleur hybride où ils sont remis en phase et additionnés pour sortir sur la première voie de sortie 130c du coupleur vers la sortie S de l'amplificateur, la seconde voie de sortie 130d du coupleur donnant sur une charge adaptée 131 .  Each channel is followed according to a first aspect of the invention by a circulator-type insulator circuit 120a, 120b and the quadrature signals are sent to inputs 130a, 130b of an output coupler 130 of the hybrid coupler type where they are delivered. in phase and summed to output on the first output channel 130c of the coupler to the output S of the amplifier, the second output channel 130d of the coupler to a matched load 131.
Un coupleur RF 3 dB est un coupleur dont les signaux de sortie sont en quadrature. De même un coupleur hybride déphase ses sorties de 90°. A 3 dB RF coupler is a coupler whose output signals are in quadrature. Likewise a hybrid coupler shifts its outputs by 90 °.
Dans la présente invention, entre le coupleur RF et le coupleur hybride, les voies d'amplification ne comportent aucun autre coupleur ou découpleur notamment entre les étages d'amplification.  In the present invention, between the RF coupler and the hybrid coupler, the amplification channels do not include any other coupler or decoupler in particular between the amplification stages.
Un tel montage comporte plusieurs avantages.  Such an arrangement has several advantages.
Selon le principe de l'invention, en cas de défaillance de l'un des transistors d'une des branches, les isolateurs assurent que l'autre voie puisse continuer à fonctionner de façon correcte.  According to the principle of the invention, in case of failure of one of the transistors of one of the branches, the insulators ensure that the other path can continue to operate correctly.
En cas de défaillance de l'une des deux voies, le signal de sortie n'est donc pas supprimé et l'amplificateur peut délivrer un quart de la puissance totale normalement fournie par les deux voies.  In case of failure of one of the two channels, the output signal is not suppressed and the amplifier can deliver a quarter of the total power normally supplied by the two channels.
En effet, la voie qui fonctionne délivre la moitié de la puissance de l'amplificateur et la moitié de cette puissance est renvoyée par le coupleur 130 vers l'isolateur de la voie en panne et donc perdue alors que l'autre moitié de cette puissance émise est transmise en sortie de l'équipement.  Indeed, the working channel delivers half the power of the amplifier and half of this power is returned by the coupler 130 to the isolator of the failed channel and thus lost while the other half of this power transmitted is transmitted out of the equipment.
Grâce au montage de l'invention, il est simple de dédier une voie à l'amplification des signaux de porteuse, l'autre voie à l'amplification des signaux de forte amplitude pour réaliser une amplification de type Doherty en jouant sur les polarisations des étages de chaque voie.  Thanks to the assembly of the invention, it is simple to dedicate a channel to the amplification of the carrier signals, the other way to the amplification of the signals of high amplitude to perform a Doherty type amplification by playing on the polarizations of the floors of each lane.
Dans le cas d'un amplificateur piloté numériquement, le fonctionnement des voies peut notamment être adapté en temps réel par l'usage de moyens de polarisation pilotés par le système d'émission numérique et l'on peut ainsi en faisant varier la polarisation des étages d'amplification passer d'un système pour lequel les deux voies amplifient la totalité du signal à un système pour lequel une voie est dédiée à l'amplification des crêtes de signal, l'autre voie amplifiant les signaux de porteuse ou encore adapter la polarisation pour couper une voie dans le cas de signaux faibles à transmettre pour réduire la consommation de l'amplificateur et améliorer le ratio signal émis sur courant de polarisation ce qui réduit en outre la dissipation thermique de l'amplificateur et accroît ainsi sa MTBF (temps moyen avant défaillance).  In the case of a digitally controlled amplifier, the operation of the channels can in particular be adapted in real time by the use of polarization means controlled by the digital transmission system and it is thus possible by varying the polarization of the stages. amplification of a system for which the two channels amplify the entire signal to a system for which one channel is dedicated to the amplification of signal peaks, the other channel amplifying the carrier signals or to adapt the polarization to cut a channel in the case of weak signals to be transmitted to reduce the power consumption of the amplifier and improve the ratio signal transmitted on bias current which further reduces the heat dissipation of the amplifier and thus increases its MTBF (average time before failure).
Dans un mode de réalisation selon la figure 3, un coupleur diviseur de prélèvement 140 entre -10dB et -30dB permet de séparer la sortie S d'une sortie de prélèvement P après la recombinaison des signaux des deux branches par le coupleur 130 disposé après les isolateurs 120a, 120b de chaque branche. Comme pour les autres coupleurs, les voies inutilisées 130d et 140b des coupleurs 130 et 140 sont chargées par des charges adaptées 131 , 141 . In an embodiment according to FIG. 3, a sampling divider coupler 140 between -10dB and -30dB makes it possible to separate the output S from a sampling output P after the recombination of the signals of the two branches by the coupler 130 disposed after the insulators 120a, 120b of each branch. As for the other couplers, the unused channels 130d and 140b of the couplers 130 and 140 are loaded by suitable loads 131, 141.
Le prélèvement permet d'assurer une correction du signal par exemple par pré-distorsion ou de réaliser une mesure en temps réel de la sortie.  The sampling makes it possible to ensure a correction of the signal for example by pre-distortion or to make a real-time measurement of the output.
Dans l'exemple de la figure 4, au lieu de prélever le signal de sortie après recombinaison, l'invention prévoit de réaliser un prélèvement au moyen de coupleurs directionnels 150a, 150b, de prélèvement d'atténuation entre 10dB et 30dB sur chaque voie après les isolateurs 120a, 120b. Les coupleurs directionnels 150a, 150b comportent respectivement des sorties signal Sa, Sb et des sorties prélèvement Pa, Pb. Les sorties signal Sa, Sb sont combinées par un étage coupleur 155 notamment de type coupleur hybride 3dB pour donner un signal de sortie S alors que les signaux prélevées en Pa, Pb sont combinés par un étage coupleur 1 60 notamment de type coupleur hybride 3dB pour donner une sortie prélèvement unique P.  In the example of FIG. 4, instead of taking the output signal after recombination, the invention provides for sampling by means of directional couplers 150a, 150b, attenuation sampling between 10dB and 30dB on each channel after insulators 120a, 120b. The directional couplers 150a, 150b respectively have signal outputs Sa, Sb and sampling outputs Pa, Pb. The signal outputs Sa, Sb are combined by a coupler stage 155, particularly of the hybrid coupler type 3dB, to give an output signal S while the signals taken at Pa, Pb are combined by a coupler stage 1 60, in particular of the hybrid coupler type 3dB, to give a single sampling output P.
Les prélèvements peuvent être traités séparément ou recombinés comme représenté en figure 6 qui propose un montage pour lequel des interrupteurs 180a, 180b de type commutateurs analogiques permettent de choisir entre des sorties prélèvement séparées Pva, prélèvement voie A, Pvb, prélèvement voie B ou une sortie prélèvement unique P par recombinaison des prélèvements des deux voies au niveau d'un coupleur 1 62.  The samples can be processed separately or recombined as shown in FIG. 6, which proposes a mounting for which switches 180a, 180b of analog switch type make it possible to choose between separate sampling outputs Pva, sampling channel A, Pvb, sampling channel B or an output single P sampling by recombination of the two-lane samples at a coupler 1 62.
Les prélèvements Pva et Pvb permettent d'observer les voies séparément ou, dans le cas d'une voie défaillante, d'observer la voie restant en fonctionnement.  Samples Pva and Pvb make it possible to observe the channels separately or, in the case of a faulty channel, to observe the channel remaining in operation.
La figure 5 représente une variante de la figure 4 pour laquelle un circuit de réglage de phase et/ou de gain 170 est incorporé dans l'une des branches.  FIG. 5 represents a variant of FIG. 4 for which a phase and / or gain adjusting circuit 170 is incorporated in one of the branches.
Ce circuit, qui peut être piloté numériquement, permet d'affiner le réglage de la quadrature entre les voies ce qui permet d'équilibrer les voies et de réaliser une première correction des harmoniques impaires.  This circuit, which can be controlled numerically, makes it possible to refine the adjustment of the quadrature between the channels which makes it possible to balance the channels and to make a first correction of the odd harmonics.
En s'assurant de pouvoir récupérer le prélèvement de chaque voie indépendamment ainsi que recombiné comme pour la figure 6, il est possible, en incluant le réglage de phase et/ou de gain 170 réglé en continu par le système dans toutes les branches moins une, d'optimiser la mise en phase et en gain des voies et d'assurer ainsi une meilleure annulation des produits d'intermodulation d'ordre pair. By making sure that it is possible to recover the sample from each channel independently as well as recombinantly as in FIG. 6, it is possible, including the phase and / or gain adjustment 170 continuously set by the system in all the branches minus one. , optimize the phasing and gain and thus ensure better cancellation of even-order intermodulation products.
Par extension de ce principe, il est possible de créer dans le cas d'une correction numérique de la linéarité, deux ou plusieurs chaînes indépendantes depuis la conversion numérique analogique jusqu'à la recombinaison du signal de puissance afin de corriger les voies indépendamment mais à un coût bien plus élevé du fait de la multiplication des chaînes de conversion numérique analogique et de la puissance de calcul nécessaire.  By extension of this principle, it is possible to create in the case of a linear correction of the linearity, two or more independent chains from the digital to analog conversion to the recombination of the power signal to correct the channels independently but to a much higher cost due to the multiplication of digital analogue conversion chains and the necessary computing power.
La figure 7 correspond à un système avec boucle de retour pour une correction de type pré-distorsion.  Figure 7 corresponds to a system with feedback loop for a pre-distortion type correction.
Le DSP 310 adapte le signal BF à envoyer en entrée E de l'amplificateur en lui ajoutant une pré-distorsion opposée à la distorsion théorique de l'amplificateur.  The DSP 310 adapts the signal BF to send input E of the amplifier by adding a pre-distortion opposite the theoretical distortion of the amplifier.
La boucle de retour renvoie le signal de sortie réel qui, une fois démodulé, est comparé au signal pur à émettre. La différence mesurée est utilisée pour adapter la pré-distorsion pour corriger les imperfections réelles de l'amplificateur.  The feedback loop returns the actual output signal which, once demodulated, is compared to the pure signal to be transmitted. The measured difference is used to adapt the pre-distortion to correct the actual imperfections of the amplifier.
Le circuit de traitement de signal 310 dit "DSP" peut notamment être la combinaison d'un processeur classique ou d'un DSP et d'un composant de type FPGA.  The signal processing circuit 310 called "DSP" can in particular be the combination of a conventional processor or a DSP and an FPGA type component.
Le DSP reçoit les échantillons du signal sous forme numérique N. Ces échantillons sont mise en forme dans le DSP avec des algorithmes de filtrage, de réduction de facteur de crête ou autres puis pré-distordus par un algorithme de pré-distorsion numérique et envoyés vers le convertisseur numérique analogique 210.  The DSP receives the samples of the signal in digital form N. These samples are formatted in the DSP with filtering, crest factor reduction or other algorithms and then pre-distorted by a digital pre-distortion algorithm and sent to the DSP. the digital converter 210.
Le convertisseur est suivi de manière connue par un filtre 215 pour rejeter les images générées par le convertisseur D/A puis d'un modulateur 220 qui sert à moduler une porteuse générée par un oscillateur 230 avec le signal issu du convertisseur.  The converter is followed in a known manner by a filter 215 to reject the images generated by the D / A converter and a modulator 220 which serves to modulate a carrier generated by an oscillator 230 with the signal from the converter.
Le modulateur est suivi par un filtre passe bande 225, pour rejeter les images générés par le modulateur, et éventuellement un étage de contrôle de gain 226 qui contrôle le gain total de l'amplificateur.  The modulator is followed by a band pass filter 225, to reject the images generated by the modulator, and possibly a gain control stage 226 which controls the total gain of the amplifier.
Ensuite le signal est divisé en deux dans le coupleur 200 pour être amplifié dans les voies séparées selon l'invention. Comme dans la figure 5, un réglage de phase et/ou de gain 170 piloté par le calculateur ou DSP 310 est réalisé pour améliorer la quadrature entre les voies. Then the signal is split in two in the coupler 200 to be amplified in the separate channels according to the invention. As in FIG. 5, a computer-controlled phase or gain control 170 or DSP 310 is implemented to improve the quadrature between the channels.
Les voies comportent comme dans les exemples précédents des étages d'amplification et des isolateurs 120a, 120b avant les coupleurs de recombinaison et de prélèvement.  As in the previous examples, the channels comprise amplification stages and isolators 120a, 120b before the recombination and sampling couplers.
Selon cet exemple deux coupleurs directionnels de prélèvement 191 a, 191 b reçoivent chacun le signal d'une voie et le distribuent d'une part vers un coupleur de sortie 155 et d'autre part sous forme atténuée vers des interrupteurs commandés 181 a, 181 b discutés plus bas.  According to this example, two directional sampling couplers 191 a, 191 b each receive the signal from one channel and distribute it on the one hand to an output coupler 155 and on the other hand in attenuated form to controlled switches 181 a, 181 b discussed below.
Dans la boucle de retour qui reçoit le signal de prélèvement Pr se trouve un filtre et/ou atténuateur 260 un démodulateur 240 recevant une porteuse générée par un oscillateur 250, un second filtre 261 et un convertisseur analogique/numérique 270.  In the feedback loop which receives the sampling signal Pr is a filter and / or attenuator 260 a demodulator 240 receiving a carrier generated by an oscillator 250, a second filter 261 and an analog / digital converter 270.
Le prélèvement Pr passe dans le filtre de bande et un ajustement de gain 260 afin que la chaîne de prélèvement garde un gain quasi constant selon la température.  The sampling Pr passes into the band filter and a gain adjustment 260 so that the sampling chain keeps a gain almost constant depending on the temperature.
Le prélèvement passe ensuite dans un mixer 240 pour enlever la porteuse au moyen d'une fréquence issue de l'oscillateur 250 puis dans le filtre antirepliement 261 avant d'entrée dans le convertisseur A/D 270.  The sample then passes into a mixer 240 to remove the carrier by means of a frequency coming from the oscillator 250 and then to the antireflection filter 261 before entering the A / D converter 270.
Le convertisseur fournit des données représentant le signal basse fréquence reçu nettoyé et démodulé issu du prélèvement Pr. Ces données sont apportées au processeur numérique de signaux DSP 310 qui va calculer une prédistorsion de compensation de la distorsion issue de l'amplificateur.  The converter supplies data representing the cleaned and demodulated received low frequency signal from the sampling Pr. These data are supplied to the digital signal processor DSP 310 which will calculate a predistortion of distortion compensation from the amplifier.
Cette chaîne a deux fonctions réalisées par le DSP:  This chain has two functions performed by the DSP:
- analyser le signal de sortie pour faire converger l'algorithme de pré distorsion numérique (Digital Pre-Distortion DPD) pour qu'il réalise au mieux la linéarisation de l'ensemble,  analyzing the output signal to converge the digital pre-distortion (DPD) algorithm so that it optimizes the linearization of the whole,
analyser le signal de sortie pour ajuster le gain et la phase de la seconde voie au travers d'un deuxième convertisseur numérique/analogique 21 1 et un dispositif de réglage de phase et/ou de gain 170 afin de réaliser au mieux la quadrature. Cela peut se faire en maximisant la puissance qui sort du prélèvement ou par des méthodes basées sur l'analyse du signal et de sa cohérence par rapport au signal d'entrée du système. analyzing the output signal to adjust the gain and phase of the second channel through a second digital-to-analog converter 21 1 and a phase and / or gain adjusting device 170 to best perform quadrature. This can be done by maximizing the power that comes out of the sample or by methods based on the analysis of the signal and its coherence with respect to the input signal of the system.
Le DSP peut de plus choisir le prélèvement utilisé afin de pouvoir continuer à fonctionner en mode dégradé. Pour ce faire, des interrupteurs commandés 181 a, 181 b, 183 sont pilotés par des sorties de commande C1 , C2, C3.  The DSP can further choose the sample used in order to continue operating in degraded mode. To do this, controlled switches 181a, 181b, 183 are controlled by control outputs C1, C2, C3.
Les interrupteurs 181 a, 181 b reçoivent des signaux de prélèvement Pa, Pb issus des coupleurs directionnels de prélèvement 191 a, 191 b en sortie des voies amplifiées et dirigent, en fonction de signaux de commande C1 , C2 émis par le calculateur ou DSP 310, soit ces signaux vers un coupleur 195 qui recombine les voies prélevées Pa, Pb en un signal P, soit vers un interrupteur trois voies 183 qui en fonction d'un signal de commande C3 émis par le calculateur ou DSP 310 sélectionne un signal Pr parmi Pa, Pb et P.  The switches 181a, 181b receive sampling signals Pa, Pb from the directional sampling couplers 191a, 191b at the output of the amplified channels and directing, as a function of control signals C1, C2 emitted by the computer or DSP 310 or these signals to a coupler 195 which recombines the channels Pa, Pb taken in a signal P, or to a three-way switch 183 which, as a function of a control signal C3 emitted by the computer or DSP 310, selects a signal Pr from Pa, Pb and P.
Il est aussi possible en ajoutant un moyen de contrôle de la linéarité, du gain et de la phase et/ou de gain 170 dans chaque branche d'utiliser les prélèvements Pa et Pb pour contrôler les paramètres de chaque branche.  It is also possible by adding a linearity, gain and phase and / or gain control means 170 in each branch to use the Pa and Pb samples to control the parameters of each branch.
La figure 8 correspond à une réalisation à quatre voies recombinées deux à deux.  Figure 8 corresponds to a two-two recombined four-way embodiment.
Au niveau de l'entrée, le dispositif comporte une cascade d'étages diviseurs réalisés au moyen de coupleurs hybrides 3dB, un premier étage diviseur 400 alimente deux étages diviseurs 410a, 410b chacun alimentant deux voies, une première voie comportant les étages d'amplification 420a, 421 a, 422a et une deuxième voie comportant les étages d'amplification 420b, 421 b, 422b pour le coupleur diviseur 410a et une troisième voie comportant les étages d'amplification 420c, 421 c, 422c et une quatrième voie comportant les étages d'amplification 420d, 421 d, 422d pour le coupleur diviseur 410b.  At the input, the device comprises a cascade of dividing stages produced by means of hybrid couplers 3dB, a first divider stage 400 supplies two dividing stages 410a, 410b each supplying two channels, a first channel comprising the amplification stages 420a, 421a, 422a and a second channel comprising the amplification stages 420b, 421b, 422b for the divider coupler 410a and a third channel comprising the amplification stages 420c, 421c, 422c and a fourth channel comprising the stages amplifier 420d, 421d, 422d for the divider coupler 410b.
Les deuxième et troisième voies comportent chacune selon l'exemple un dispositif de réglage de phase et/ou de gain 415a, 415b.  The second and third channels each comprise, according to the example, a phase and / or gain adjusting device 415a, 415b.
Les quatre voies sont munies en sortie d'amplification d'isolateurs de type circulateur 430a, 430b, 430c, 430d suivis par des coupleurs directionnels de prélèvement 440a, 440b, 440c, 440d séparant une sortie signal Sa, Sb, Se, Sd d'une sortie prélèvement atténuée Pa, Pb, Pc, Pd.  The four channels are provided at the output of amplification of circulator type isolators 430a, 430b, 430c, 430d followed by directional sampling couplers 440a, 440b, 440c, 440d separating a signal output Sa, Sb, Se, Sd of an attenuated sampling output Pa, Pb, Pc, Pd.
Les sorties Sa, Sb sont alors combinées dans un coupleur 450a alors que les sorties Se, Sd sont combinées dans un coupleur 450b, les sorties de ces deux coupleurs étant ensuite combinées dans un coupleur 470 pour donner un signal S de sortie unique. The outputs Sa, Sb are then combined in a coupler 450a while the outputs Se, Sd are combined in a coupler 450b, the outputs of these two The couplers are then combined in a coupler 470 to provide a single output signal S.
De même les sorties prélèvement sont combinées deux à deux puis recombinées pour donner une sortie prélèvement unique p avec des coupleurs 460a, 460b puis 480.  Likewise, the sampling outputs are combined in pairs and then recombined to give a single sampling output p with couplers 460a, 460b and 480.
Comme dans le cas de la figure 8, des prélèvements intermédiaires peuvent être utilisés pour piloter les dispositifs 170a, 170b de réglage de phase, linéarité et/ou gain.  As in the case of FIG. 8, intermediate samples can be used to control the phase control devices 170a, 170b, linearity and / or gain.
La figure 9 décrit un système pour lequel les voies de prélèvement Pa, Pb issues des étages diviseurs 150a, 150b en sortie des voies d'amplification sont utilisées comme signaux de correction pour des modules 500a, 500b d'ajout d'une pré-distorsion RF.  FIG. 9 describes a system for which the sampling channels Pa, Pb coming from the dividing stages 150a, 150b at the output of the amplification channels are used as correction signals for modules 500a, 500b for adding a pre-distortion RF.
Pour ce faire, les voies de prélèvement Pa, Pb des branches d'amplification sont reliées aux modules 500a, 500b qui adaptent la pré-distorsion RF nécessaire à la compensation des branches d'amplification.  To do this, the sampling paths Pa, Pb of the amplification branches are connected to the modules 500a, 500b which adapt the RF pre-distortion necessary for the compensation of the amplification branches.
La sortie de prélèvement Pa de la branche d'amplification 100'a est reliée au module de pré-distorsion RF 500a, la sortie de prélèvement Pb de la branche d'amplification 100'b est reliée au module de pré-distorsion RF 500b  The sampling output Pa of the amplification branch 100'a is connected to the RF pre-distortion module 500a, the sampling output Pb of the amplification branch 100'b is connected to the predistortion module RF 500b
Dans ce cas, le signal permettant le pilotage du dispositif de réglage de phase 170 par le système numérique auquel est raccordé l'amplificateur est prélevé au moyen d'un coupleur de prélèvement 490 après la recombinaison des voies d'amplification par le coupleur 155. Le coupleur de prélèvement 490 comporte une voie de sortie S et une voie de prélèvement P atténuée par rapport à la voie de sortie.  In this case, the signal enabling the control of the phase control device 170 by the digital system to which the amplifier is connected is taken by means of a sampling coupler 490 after the recombination of the amplification channels by the coupler 155. The sampling coupler 490 has an output channel S and a sampling path P attenuated with respect to the output channel.
L'amplificateur de l'invention qui apporte une redondance des voies d'émission est adapté à des applications multi-porteuses, permet de gagner en efficacité énergétique et offre une gestion plus précise des corrections de distorsion.  The amplifier of the invention which provides a redundancy of the transmission channels is adapted to multi-carrier applications, allows to gain in energy efficiency and offers a more precise management of distortion corrections.
Les coupleurs hybrides 3dB, les coupleurs diviseurs de prélèvement -10dB à -30dB et autres composants sont choisis pour être adaptés à la puissance de l'amplificateur, les coupleurs de sortie tenant notamment une puissance supérieure aux coupleurs d'entrée. L'invention n'est pas limitée aux exemples représentés et notamment le nombre d'étages de chaque voie peut être différent de deux ou trois. De même d'autres types de correction que la correction à pré-distorsion sont réalisables dans le cadre de l'invention. 3dB hybrid couplers, -30dB -30dB sampling couplers and other components are chosen to be adapted to the power of the amplifier, the output couplers in particular holding power greater than the input couplers. The invention is not limited to the examples shown and in particular the number of stages of each channel may be different from two or three. Likewise, other types of correction than the pre-distortion correction are possible within the scope of the invention.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S R E V E N D I C A T IO N S
1 - Système d'amplification radiofréquence caractérisé en ce qu'il comprend une entrée signal alimentant au moins deux branches (100a, 100b) d'amplification de puissance indépendantes, chaque branche étant pourvue d'étages d'amplification (1 10a, 1 1 1 a, 1 10b, 1 1 1 b) et d'un circuit isolateur de sortie (120a, 120b) et pour lequel un étage (130, 155, 470) de couplage RF combine les signaux desdites branches en aval des circuits isolateurs (120a, 120b) et pour lequel un coupleur diviseur RF 3dB (200) reçoit le signal à amplifier sur l'une de ses voies d'entrée (200a) et divise ce signal en deux sur ses voies de sortie en quadrature (200c, 200d) reliées auxdites branches d'amplification (100a, 100b) pourvues chacune d'étages d'amplification successifs comportant un étage driver (1 10a) et un étage final (1 1 1 a) et chacune suivie par un circuit isolateur (120a, 120b) de type circulateur, les signaux en quadrature sortant desdites branches étant envoyés sur des entrées (130a, 130b) d'un coupleur de sortie (130) RF de type coupleur hybride où ils sont remis en phase et additionnés pour sortir sur la première voie de sortie (130c) du coupleur. 1 - radiofrequency amplification system characterized in that it comprises a signal input supplying at least two independent power amplification branches (100a, 100b), each branch being provided with amplification stages (1 10a, 1 1 1 a, 1 10b, 1 1 1 b) and an output isolating circuit (120a, 120b) and for which an RF coupling stage (130, 155, 470) combines the signals of said branches downstream of the isolating circuits ( 120a, 120b) and for which a 3dB RF splitter coupler (200) receives the signal to be amplified on one of its input channels (200a) and divides this signal in two on its quadrature output channels (200c, 200d). ) connected to said amplification branches (100a, 100b) each provided with successive amplification stages comprising a driver stage (1 10a) and a final stage (1 1 1 a) and each followed by an isolator circuit (120a, 120b ) of the circulator type, the quadrature signals coming out of said branches being sent on entrances es (130a, 130b) of an output coupler (130) hybrid coupler type of RF where they are delivered in phase and summed up to get on the first output channel (130c) of the coupler.
2 - Système d'amplification radiofréquence selon la revendication 1 pour lequel en aval de l'étage de couplage RF l'amplificateur comporte au moins un étage diviseur (140) adapté à fournir une sortie signal et une sortie de prélèvement.  2 - radiofrequency amplification system according to claim 1 wherein downstream of the RF coupling stage the amplifier comprises at least one divider stage (140) adapted to provide a signal output and a sampling output.
3 - Système d'amplification radiofréquence selon la revendication 1 pour lequel en amont de l'étage de couplage RF chaque branche comporte au moins un étage diviseur (150a, 150b, 191 a, 191 b, 440a, 440b, 440c, 440d) adapté à fournir une sortie signal et une sortie de prélèvement.  3 - radiofrequency amplification system according to claim 1 wherein upstream of the RF coupling stage each branch comprises at least one divider stage (150a, 150b, 191a, 191b, 440a, 440b, 440c, 440d) adapted to provide a signal output and a sample output.
4 - Système d'amplification radiofréquence selon la revendication 3 pour lequel un étage coupleur (1 60, 195) combine les sorties prélèvement.  4 - radiofrequency amplification system according to claim 3 wherein a coupler stage (1 60, 195) combines the sampling outputs.
5 - Système d'amplification radiofréquence selon la revendication 3 pour lequel les sorties prélèvement comportent des voies de prélèvement indépendantes (151 a, 151 b) ainsi que recombinées (1 61 ).  5 - radiofrequency amplification system according to claim 3 wherein the sampling outputs comprise independent sampling channels (151 a, 151 b) as well as recombinant (1 61).
6 - Système d'amplification radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel un circuit de réglage de phase et/ou de gain (170) est disposé entre l'étage diviseur d'entrée (200) et un premier étage d'amplification (1 10b) d'au moins une desdites branches (100a, 100b). 6 - radiofrequency amplification system according to any one of the preceding claims for which a phase control circuit and / or gain (170) is disposed between the input divider stage (200) and a first amplification stage (1 10b) of at least one of said branches (100a, 100b).
7 - Système d'amplification radiofréquence selon la revendication 6 pour lequel le circuit de réglage de phase et/ou de gain (170) est piloté par un calculateur 310 en sorte d'optimiser la réduction des produits d'intermodulation d'ordre pair en sortie des branches.  7 - radio frequency amplification system according to claim 6 wherein the phase control circuit and / or gain (170) is controlled by a computer 310 so as to optimize the reduction of even order intermodulation products in out of the branches.
8 - Système d'amplification radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel l'entrée signal est issue d'un calculateur 310.  8 - radiofrequency amplification system according to any one of the preceding claims for which the signal input is from a computer 310.
9 - Système d'amplification radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel des voies de prélèvement (Pa, Pb) issues d'étages diviseurs (150a, 150b) en sortie des branches d'amplification sont reliées des boucles de retour connectées à des modules (500a, 500b) d'ajout d'une prédistorsion RF en entrée desdites branches d'amplification.  9 - radiofrequency amplification system according to any one of the preceding claims for which sampling channels (Pa, Pb) from dividing stages (150a, 150b) at the output of the amplification branches are connected connected return loops modules (500a, 500b) for adding an RF predistortion input of said amplification branches.
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