[發(fā)明專利]具有可編程級的射頻功率放大器偏壓調(diào)制有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711389792.6 | 申請日： | 2017-12-20 |
| 公開（公告）號： | CN108206675B | 公開（公告）日： | 2023-08-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 唐納德·弗農(nóng)·海士;約瑟夫·斯陶丁格;阿卜杜勒拉赫曼·M·S·艾哈邁德 | 申請（專利權(quán)）人： | 恩智浦美國有限公司 |
| 主分類號： | H03F1/02 | 分類號： | H03F1/02;H03F3/195;H03F3/24 |
| 代理公司： | 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021 | 代理人： | 倪斌 |
| 地址： | 美國德*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 可編程 射頻 功率放大器 偏壓 調(diào)制 | ||
多赫蒂放大器能夠通過取決于一組連續(xù)通信時隙中的每個通信時隙中的流量負(fù)載水平而按需要啟用載波和峰化放大器且控制偏壓調(diào)制來增強(qiáng)在低功率和高功率RF通信狀態(tài)下的效率。舉例來說，如果在低功率狀態(tài)下通信時隙中的流量負(fù)載水平未超過相對較低閾值，那么按需要選擇性地啟用載波放大器，不啟用峰化放大器，且使載波放大器偏壓電平保持基本上恒定。如果在中間功率狀態(tài)下超過所述較低閾值但未超過相對較高閾值，那么啟用全部載波放大器，選擇性地啟用峰化放大器，且使偏壓電平保持基本上恒定。如果在高功率狀態(tài)下超過所述較高閾值，那么可啟用全部載波和峰化放大器，且峰化放大器偏壓跟蹤經(jīng)接收RF信號的RF包絡(luò)。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開大體上涉及射頻(radio?frequency；RF)功率放大器，且更具體地說，涉及基于流量負(fù)載水平來調(diào)制偏壓的多赫蒂(Doherty)放大器。
背景技術(shù)
增加信號功率的放大器可用于例如將低功率射頻(RF)信號轉(zhuǎn)換成較高功率RF信號來驅(qū)動發(fā)射器的天線。高增益、高線性、穩(wěn)定性和高效率水平是理想放大器的特性。最近，由于多赫蒂功率放大器架構(gòu)的高功率附加效率，所述架構(gòu)已不僅成為基站收發(fā)信臺(basetransceiver?station；BTS)的注意焦點(diǎn)，而且成為移動終端的注意焦點(diǎn)。多赫蒂功率放大器包括兩個或多于兩個放大器：至少一個“載波”放大器和至少一個“峰化”放大器。這些放大器可并聯(lián)地連接，其中它們的輸出是由執(zhí)行阻抗變換的對消傳輸線接合。峰化放大器隨著載波放大器飽和而輸送電流，由此縮減載波放大器的輸出處所經(jīng)歷的阻抗。因此，在載波放大器由于“負(fù)載牽引”效應(yīng)而飽和時，載波放大器將更多電流輸送到負(fù)載。由于載波放大器保持接近于飽和，故多赫蒂功率放大器能夠發(fā)射峰值輸出功率，使得系統(tǒng)的總效率保持相對高。
在常常采用功率放大器以增加高頻信號的功率的無線通信系統(tǒng)中，功率放大器通常是發(fā)射鏈(即，輸出級)中的最后放大器。一般來說，常規(guī)的高頻功率放大器在以最大輸出功率發(fā)射時以最大功率效率操作，最大輸出功率是在高流量負(fù)載水平下經(jīng)歷。功率效率傾向于隨著輸出功率減低而減低。無線通信系統(tǒng)中的流量負(fù)載水平(即，在任一時間通信的用戶的數(shù)目)可取決于例如當(dāng)日時間而極大地變化。在相當(dāng)大的比例的時間，系統(tǒng)可能在經(jīng)歷低流量負(fù)載水平。所需要的是一種能夠在較高流量負(fù)載水平以及較低流量負(fù)載水平下實現(xiàn)較高效率的功率放大器。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種放大器裝置，包括：
射頻(RF)放大器，其具有被配置成接收RF輸入信號的輸入、被配置成接收偏壓電壓的偏壓輸入，和被配置成輸出經(jīng)放大RF信號的輸出；以及
偏壓控制器，其被配置成針對一組多個連續(xù)通信時隙中的每個通信時隙進(jìn)行以下操作：
在所述通信時隙期間確定所述RF輸入信號的包絡(luò)的功率電平；
比較所述RF輸入信號的所述包絡(luò)的所述功率電平與第一閾值；以及
將偏壓電壓供應(yīng)到所述偏壓輸入，其中：
在所述RF輸入信號的所述包絡(luò)的所述功率電平未超過所述第一閾值時，所述偏壓控制器在所述通信時隙的持續(xù)時間期間將基本上恒定偏壓電壓供應(yīng)到所述偏壓輸入；且
在所述RF輸入信號的所述包絡(luò)的所述功率電平超過所述第一閾值時，所述偏壓控制器在所述通信時隙的所述持續(xù)時間期間將非恒定偏壓電壓供應(yīng)到所述偏壓輸入，其中所述非恒定偏壓電壓遍及所述通信時隙的持續(xù)時間跟蹤所述RF輸入信號的所述包絡(luò)。
在一個或多個實施例中，所述柵極偏壓控制器進(jìn)一步被配置成進(jìn)行以下操作：
選擇被供應(yīng)到所述偏壓輸入的所述基本上恒定偏壓電壓以針對所述通信時隙在最佳操作模式下對所述RF放大器加偏壓；以及
供應(yīng)所述非恒定偏壓電壓以在所述通信時隙期間在超過高功率閾值的功率電平下優(yōu)化所述RF放大器的增益。
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