[實用新型]多級高效功率放大器

有效

• 申請號: 201820463890.3
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN207995041U
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 張輝;孫宏杰;婁肖萌;顏國國;郁發新
• 申請（專利權）人: 杭州臻鐳微波技術有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/19;H03F3/21
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本實用新型公開了一種多級高效功率放大器，包括一個前級低壓驅動放大器和一個末級高壓功率放大器；或者包括一個前級低壓驅動放大器和多個末級高壓功率放大器；或者包括一個低壓驅動放大器和一個高壓帶APT/ET電源管理系統的功率放大器；前級驅動放大器工作在相對的低電壓，末級功率放大器工作在相對的高電壓。本實用新型的前級驅動放大器工作于較低的工作電壓，能保持良好的線性度，在滿足系統線性度要求的情況下最大程度地提高了整個功率放大器的PAE。特別地，通過僅在末級的功率放大器使用APT/ET電源管理系統，不僅有效地提高了整個功率放大器的效率，而且由于只有末級功率放大器的去耦電容，因而降低了電源管理系統的有效負載。

技術領域

本實用新型涉及射頻前端領域，具體涉及一種多級高效率放大器。

背景技術

在現代無線通信系統中，射頻功率放大器（RF Power Amplifier）是實現射頻信號無線傳輸的關鍵部件。射頻功率放大器處于無線通信系統的射頻前端，其性能直接影響無線通信系統的通信質量與通信距離，并且很大程度上決定著系統的功耗。

功率附加效率（Power-Added Efficiency，PAE）衡量功率放大器的重要指標之一。其定義為輸出功率Pout與輸入功率Pin的差與電源供給的功率Pdc之比。它能反映射頻功率放大器將直流功率轉換成射頻功率的能力。工作效率低會造成很大的能量損耗，并且產生的熱量會惡化功率放大器的性能，如果是電池供電還會縮短電池的使用時間和壽命。考慮到熱損耗以及電池工作時間兩方面的因素，如何進一步提高射頻功率放大器的效率就是一個重要問題。

現代無線通信系統通常采用非恒包絡調制方式，包括π/4-DQPSK、OQPSK等，它們的包絡是變化的，包絡中攜帶者信息。一個低線性度的放大器會產生高階交調和諧波，引起發射機頻譜增生，降低信道內的信噪比，引起AM-AM效應和AM-PM效應，以及引起發射機的星圖變形。因此功率放大器必須有足夠的線性度，保證射頻信號僅被線性放大。

功率回退技術（power back-off）是最常用的線性化技術，它的基本原理是當功率減小時，各階交調成分和諧波成分都會以指數率減小，而輸出功率僅線性減小，因而可以提高線性度。典型的功率回退值在6~8dB，某些極端情況下回退值甚至高達10~20dB。在利用功率回退技術時，功率放大器的最大輸出功率必須設計為比此應用實際需要的輸出功率高一個功率回退值，而實際工作時，僅用到回退后的功率，并沒有利用功率放大器的最大輸出功率。因為功率放大器通常設計為在1dB壓縮點附近，所以功率回退技術會降低放大器的效率。

隨著通信技術的不斷發展，信號傳輸的速率不斷提高，導致信號峰均比（peak-to-average，PAR）也隨之變大。功率放大器為了維持較高的線性度，需工作在回退區域，隨著峰均比的提高，回退的功率也在增加。最終將導致功率放大器的效率大幅降低，無法滿足系統要求。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種多級高效功率放大器。

一種多級高效功率放大器，

包括一個前級低壓驅動放大器和一個末級高壓功率放大器；或者

包括一個前級低壓驅動放大器和多個末級高壓功率放大器；或者

包括一個低壓驅動放大器和一個高壓帶APT/ET電源管理系統的功率放大器；

前級驅動放大器工作在相對的低電壓，末級功率放大器工作在相對的高電壓。

所述的高電壓對應于12V，低電壓對應于3.6V；或者所述的高電壓對應于28V，低電壓對應于12V。