[發明專利]復合功率放大器

有效

• 申請號: 201580079887.0
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN107534419B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: R.赫爾伯格
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H03F3/60
• 分類號: H03F3/60;H03F1/02;H03F1/42;H03F1/56;H03F3/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜冰;楊美靈

公開一種用于將輸入信號放大成輸出信號的復合功率放大器（100）。該復合功率放大器（100）包括用于接收輸入信號的輸入端口（170）和用于提供輸出信號的輸出端口（180）。此外，該復合功率放大器（100）包括含有至少兩個子放大器（111，112）的子放大器的第一集合（110），其中所述至少兩個子放大器（111，112）沿第一傳送線（151）的錐形線布置，其中第一傳送線（151）連接到子放大器的第一集合（110）和輸出端口（180）。另外，該復合功率放大器（100）包括含有至少兩個子放大器（121，122）的子放大器的第二集合（120），其中所述至少兩個子放大器（121，122）沿第二傳送線（152）的錐形線布置，其中第二傳送線（152）連接到子放大器的第二集合（120）和輸出端口（180）。

技術領域

本文中的實施例涉及用于諸如電信系統的無線通信系統的復合功率放大器。具體來說，公開一種用于將輸入信號放大成輸出信號的復合功率放大器。此外，公開包括復合功率放大器的無線電網絡節點和包括復合功率放大器的用戶設備。

背景技術

在通信系統中，例如在蜂窩無線電網絡的無線電基站和蜂窩電話中，廣泛地使用功率放大器。在這類蜂窩無線電網絡中，功率放大器通常放大高頻率的信號以便提供無線電傳送信號。在設計功率放大器中的考慮是其的效率。高效率一般是值得期望的，以便減少作為熱量耗散的功率量。此外，在許多應用中，諸如在衛星或蜂窩電話中，可用的功率量可能會因為由包含在例如衛星中的電池供電而受到限制。在功率放大器的效率中的增加將允許在電池充電之間的操作時間的增加。

諸如類別B、AB、F的常規功率放大器（PA）具有固定的射頻（RF）負載電阻和固定的直流（DC）電壓供應。類別B或AB PA的RF輸出電流具有與包括半波整流正弦電流脈沖的脈沖列的形式類似的形式。DC電流以及因此的DC功率在很大程度上與RF輸出電流振幅成比例。但是，輸出功率與RF輸出電流的平方成比例。因此，常規功率放大器的效率（即，輸出功率除以DC功率）也與RF輸出電流振幅成比例。當放大與最大要求的輸出信號振幅相比平均具有低輸出信號振幅或功率的信號時，平均效率必然是低的。

已知的RF功率放大器包括Doherty和Chireix型功率放大器二者，即，改進的B類射頻放大器。對于具有高峰值-對-平均值之比（PAR）的振幅調制信號，這些種類的RF PA一般比上文描述的常規放大器更有效，因為它們具有來自包含在PA中的晶體管的輸出電流的較低的平均和。減小的平均輸出電流意味著高平均效率。在這個上下文中，術語“復合功率放大器”是指可在一種或多種模式（諸如純的或失諧的Doherty、Chireix、組合的Doherty/Chireix或組合的Chireix/Doherty模式等）中操作的功率放大器。

通過利用兩個晶體管來獲得減小的平均輸出電流，其中所述兩個晶體管通過耦合到負載的無功輸出網絡來影響彼此的輸出電壓和電流。通過用正確的振幅和相位驅動組成晶體管，RF輸出電流的和在操作范圍（除了操作范圍的最大值）內的所有輸入信號級別處得以減小。并且，對于這些功率放大器，在一個或兩個晶體管輸出處的RF電壓得以增加。

一般來說，能夠在所謂的退避操作中驅動RF功率放大器。這意味著，功率放大器在它的最大輸出功率之下按照一定的級別（例如表示為分貝數（dB））被操作。退避操作也可指瞬時輸出功率相對較低。

寬帶Doherty放大器是備受關注的對象，并且已經嘗試了許多方案。例如，利用具有與負載相同的阻抗的四分之一波長傳送線導致轉變點處的寬帶效率，正如在D.Gustafsson等人所作的題為“Theory and design of a novel wideband andreconfigurable high average efficiency amplifier”（Proc. IMS 2012）的論文中所公開的那樣。在標準Doherty放大器中，轉變點在最大輸出電壓的一半處。