[發明專利]具有低阻抗供電饋送的包絡跟蹤功率放大器

有效

• 申請號: 201280060880.0
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN103975523A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 杰拉德·維蓬尼
• 申請（專利權）人: 努吉拉有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

技術領域

本發明涉及一種包絡跟蹤(ET)射頻(RF)功率放大器。

背景技術

在現有技術中已知包括包絡跟蹤電源的功率放大器系統。包絡跟蹤可以應用于在從HF(高頻)到微波的RF頻率的寬范圍上操作的射頻(RF)發射器。

在包絡跟蹤RF功率放大器系統中，饋送給功率放大器的供電電壓被動態地調整以跟蹤以高的瞬時RF功率放大的RF輸入信號的包絡。通過跟蹤被放大的信號生成供電電壓通過僅提供所需的供電電壓來放大瞬時輸入信號而改進了操作效率。“理想的”供電電壓瞬時地跟蹤瞬時RF輸入功率信號，從而在任何時刻，提供足夠的且僅足夠級別的電壓供給。

以高的瞬時RF輸入功率，功率放大器壓縮地工作并且由供電電壓而不是RF輸入功率來確定RF輸出功率。這可以被稱為壓縮操作模式。在低的瞬時RF輸入功率，供電電壓被基本上恒定地保持在適合于功率放大器裝置技術的某個最小值。這可以稱為線性操作模式。在操作的線性模式中，主要由RF輸入功率來確定RF輸出功率。在中等瞬時RF功率，存在壓縮操作模式與線性操作模式之間的逐漸過渡。

在圖1中示出了功率放大器的操作模式。圖1示出了功率放大器的瞬時供電電壓與輸入到功率放大器的瞬時RF輸入功率的曲線圖8。在由附圖標記2指示的線性區域中發生線性操作模式。在由附圖標記6指示的壓縮區域中發生壓縮操作模式。在過渡區域4中發生這兩種操作模式之間的過渡。

從上面看到的是，當功率放大器在操作的壓縮區域或過渡區域中操作時，施加的供電電壓與“理想的”想要的供電電壓之間的任何誤差將導致功率放大器的輸出端的信號的瞬時RF輸出功率的誤差。輸出功率的誤差將導致發送信號的線性的劣化，從而導致下述量的增大：誤差向量幅度EVM、帶內失真的測量；相鄰信道泄漏比率(ACLR)失真(接近載波失真)；以及對于頻分雙工(FDD)系統來說，導致接收頻帶噪聲(遠離載波失真)。

“理想的”包絡跟蹤電源(也已知為包絡放大器或包絡調制器)可以被建模為調制電壓源，其經由饋送網絡連接到功率放大器晶體管的漏極或集電極。

對于包絡跟蹤功率放大器來說，重要的是，在引出供電電流的所有頻率(包括視頻頻率)處實現低供電阻抗，這是因為最終的功率放大器級在大范圍的調制循環中在壓縮模式中操作(與固定的供電功率放大器不同)，并且因此從供電噪聲到RF邊帶的轉換增益較高。

在實際實施時，要求調制器與功率放大器之間的物理互連，這在供電饋送中引入了串行電感。供電饋送中的誤差導致展現出“記憶效應”的功率放大器。

發明內容

提供了一種用于包絡跟蹤功率放大器裝置的供電饋送網絡，所述包絡跟蹤功率放大器裝置包括功率放大器和用于將供電電壓提供給功率放大器的電壓調制器，供電饋送網絡包括：功率分配面，其被布置為將來自電壓調制器的供電電壓連接到功率放大器。

供電饋送網絡可以進一步包括電感器，其中，功率分配面連接到電感器的一側，并且功率晶體管連接到電感器的另一側，從而供電電壓被經由功率分配面和電感器提供給功率放大器，其中，功率晶體管的電容與電感器形成諧振電路。

供電饋送網絡可以進一步包括傳輸線，其中，功率分配面連接到傳輸線的一側并且功率晶體管連接到傳輸線的另一側，從而供電電壓被經由功率分配面和傳輸線提供給功率放大器。功率分配面可以被布置為提供傳輸線。

包絡跟蹤功率放大器可以是射頻RF功率放大器，其用于放大RF載波信號，供電饋送網絡進一步包括RF去耦電容器，其連接在功率分配面與電氣接地之間。

供電饋送網絡可以進一步適于將來自電壓調制器的供電電壓連接到多個功率放大器。

供電饋送網絡可以進一步包括多個電感器，其中，功率分配面連接到電感器的一側并且每個功率晶體管連接到電感器的另一側，從而供電電壓被經由功率分配面和電感器提供給功率放大器，其中，每個功率晶體管的電容與每個電感器形成諧振電路。

供電饋送網絡可以進一步包括多個傳輸線，其中，功率分配面連接到每個傳輸線的一側，并且功率晶體管連接到各傳輸線的另一側，從而供電電壓被經由功率分配面和各傳輸線提供給功率放大器。

功率分配面可以被布置為提供各傳輸線。

包絡跟蹤功率放大器可以是射頻RF功率放大器，其用于放大RF載波信號，供電饋送網絡進一步包括多個RF去耦電容器，每個RF去耦電容器與各自的功率放大器關聯并且連接在功率分配面與電氣接地之間。

可以增加由功率放大器展示給電壓調制器的阻抗中發生最小阻抗諧振的頻率，從而允許增加電壓調制器的穩定帶寬。

附圖說明