[發明專利]雙模效率增強型線性功率放大器

有效

• 申請號: 201610246198.0
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN105790720B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 李嘉進;章國豪;蔡秋富;陳錦濤;余凱;林俊明
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

本發明公開一種雙模效率增強型線性功率放大器，包括LIPA結構的兩級功率放大電路和輸出電路，其中，LIPA結構的兩級功率放大電路由45度移相兩級放大分支電路和負45度移相兩級放大分支電路構成，其特征在于：輸出電路包括分支電路A和分支電路B，所述分支電路A包括電感L8、電容C6、電感L10和電容C5；所述分支電路B包括電感L9、電容C7和電容C3；所述分支電路B中的電容C3的另一極與所述分支電路A中的電感L10的輸出端都與功率輸出端RFOUT連接。本專利移去一部分元件減少元件數量會使得整個設計更加便宜，減少系統復雜度以及提高系統可靠性。

技術領域

本發明涉及一種功率放大器，具體是一種雙模效率線性功率放大器。

背景技術

高效LIPA（Load Insensitive Power Amplifier，即負載不敏感功率放大器）允許在低輸出功率水平下仍然具有良好的PAE（Power-Added Efficiency，即功率附加效率）。然而，這種高效率的LIPA所具有的PAE并不能在各種功率下表現的很好，為了提高LIPA的PAE，提出了雙模效率增強型線性功率放大器設計，這種方法就是使高效率的LIPA同時在高功率輸出水平和低功率輸出水平擁有更好的PAE。當前手機供應商需要更廉價的、更小的及更好性能的手機。對于WCDMA/CDMA功率放大器，同時在高輸出功率水平和低輸出功率水平下提高PAE，是當前極具競爭力的需求。

在2005年，Skyworks公司發明了一種新穎的高效率的LIPA，如圖1所示，它包括LIPA結構的兩級功率放大電路和輸出電路，其中，所述的LIPA結構的兩級功率放大電路由45度移相兩級放大分支電路和負45度移相兩級放大分支電路構成。這種放大器允許在低輸出功率水平下仍然具有良好的PAE，并且在其他輸出功率水平下不會犧牲其性能和線性度。這種開關型LIPA一直工作得很好。它的輸出電路由上通道和下通道的輸出移相器以及緊跟在后面合成這兩通道輸出的威爾金森功率合成器（Wilkinson power combiner）所組成。這種設計工作的很好并提供了一種很好的負載不敏感結構。Skyworks公司提出的開關型LIPA有著工作良好、穩定性高、耐久性強、保持負載不敏感等優點。然而，這種高效率的LIPA所具有的PAE不再是其同類產品——高PAE的WCDMA功率放大器的競爭對手。這種設計具有以下幾點局限：

1.首先，開關型LIPA在最高功率水平時比單端工作時趨向于更低的PAE，因為威爾金森功率合成器本身就是有損耗的。這固有損耗部分是由于在兩通道之間并聯的分立的電阻。現在來說PAE是如此的重要，甚至是由于分立的電阻導致的相對緩和的0.2-0.3dB的損失也不能忍受，更別說使PAE降低2-3%如此之多。這是最重要的一點不足。

2.開關型LIPA方式使用第一部分輸出匹配網絡同時作為阻抗變換器和移相器。這種單一結構提供多重功能的做法，是很難同時達到最優阻抗和精準的相位平衡的。

3.上通道和下通道不是真正的相互獨立導致威爾金森功率合成器引進了一定程度的調諧困難。這是因為上通道和下通道是通過威爾金森功率合成器連接到一起的，其中一通道的阻抗的改變會對另一通道的阻抗有著極大的影響，所以任何對其中一通道的阻抗調整會影響著另一通道的阻抗。這樣使得開關型LIPA當時不允許靈活地分別去調整上通道和下通道，例如，不能使其中一通道在高功率模式時達到最優阻抗的同時也是另一通道在低功率模式下實現最優阻抗。

4.威爾金森功率合成器也是一種大體積的結構，占有著一定價值的不動產。

發明內容

為了解決現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種雙模效率增強型線性功率放大器。本專利移去一部分元件減少元件數量會使得整個設計更加便宜，減少系統復雜度以及提高系統可靠性。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：