功率放大器的制造方法
【专利摘要】一种功率放大器，其包括多个初级放大通道，其被设置成每个都接收来自于一个或多个信号源的输入信号，以用于在多个初级放大通道中的每一个中产生初级放大的输出，次级放大通道，其与一个或多个信号源相连通，其中，次级放大通道被设置成接收每一个都与由多个初级放大通道中的每一个所接收的输入信号相关联的一个或多个信号分量，以形成用于产生次级放大的输出的融合的输入信号，以及电连接配置，其与初级放大通道中的每一个的初级放大的输出和次级放大通道的次级放大的输出相电连通。
【专利说明】
功率放大器
【技术领域】
[0001]本发明涉及功率放大器，且特别地，但并非仅仅地，涉及三重晶体管多尔蒂(triple-transistor Doherty)功率放大器。
【背景技术】
[0002]现代无线通信的快速发展对通信系统的可靠性、功率容量和抗干扰能力提出了更高的需求。
[0003]功率放大器在通信系统中扮演了非常重要的角色，这是因为它们被广泛使用于微波以及通信工程中以便将低功率信号转换成高功率信号输出。就这一点而言，设计能在较宽的功率变化范围内都能高效工作的功率放大器是特别重要的，这是因为功率放大器的效率对降低基站设施的能耗和延长手持设备的工作时长都至关重要。
[0004]鉴于应用和需求的不用，实际中通常需要采用不同类型的功率放大器。特别的，目前在无线通信中广泛使用的调制信号非常复杂，这是由于它们需要在有限的频谱带宽内传递更多的信息。因此，这些信号通常具有非常大的峰值平均功率比(PAPR)。能够提供对具有较大PAPR的信号进行高效率放大的功率放大器对于该应用是有利的。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一方面，提供一种功率放大器，其包括多个初级放大通道，其每个被设置成接收来自于一个或多个信号源的输入信号，以用于在多个初级放大通道中的每一个中产生初级放大的输出；次级放大通道，其与一个或多个信号源相连通，其中，次级放大通道被设置成接收与多个初级放大通道中的每一个所接收的输入信号相关的一个或多个信号分量，以便形成融合的输入信号以用于产生次级放大的输出；以及电连接配置，其与初级放大通道中的每个初级放大的输出和次级放大通道的次级放大的输出电连通。
[0006]在第一方面的实施例中，次级放大通道进一步包括设置成用于调节融合的输入信号的相位的阻抗为系统阻抗Ztl的相位调节元件。
[0007]在第一方面的实施例中，来自于每个信号源的信号都由分配元件来划分以便形成多个初级放大通道中的其中一个输入信号和由次级放大通道所接收的融合的信号分量。
[0008]在第一方面的实施例中，初级放大通道中的每一个都包括设置成响应于输入信号的初级放大元件。
[0009]在第一方面的实施例中，次级放大通道包括设置成响应于融合的输入信号的次级放大元件。
[0010]在第一方面的实施例中，初级放大元件为载波放大器。
[0011 ] 在第一方面的实施例中，次级放大元件为峰值放大器。
[0012]在第一方面的实施例中，在来自于信号源的信号处于低功率时，只有载波放大器进行操作。
[0013]在第一方面的实施例中，在来自于信号源的信号处于高功率时，峰值和载波放大器同时进行操作。
[0014]在第一方面的实施例中，多个初级放大通道每一个都进一步包括具有设置成以不同功率级调制负载阻抗的阻抗为Zt的转换器元件。
[0015]在第一方面的实施例中，载波放大器中的每一个进一步设置成与负载阻抗相匹配的输出匹配网络和补偿线相关联。
[0016]在第一方面的实施例中，由次级放大通道所接收的一个或多个信号分量由设置成形成融合的输入信号的信号融合元件来融合。
[0017]在第一方面的实施例中，信号融合元件为180度混合环。
[0018]在第一方面的实施例中，电连接配置包括设置成在来自于信号源的信号处于低功率时使多个初级放大通道彼此隔离的连接元件，以使得多个初级放大的输出的每一个都被分配给负载。
[0019]在第一方面的实施例中，电连接配置包括连接元件，其被设置成将次级放大的输出分配到多个初级放大通道，以及设置成将所分配的次级放大的输出的一部分与多个初级放大通道中的每个初级放大的输出相合成，以使得多个合成后的输出每一个都被分配给负载。
[0020]在第一方面的实施例中，连接元件具有180度的移相能力。
[0021]在第一方面的实施例中，功率放大器进一步包括多个输出阻抗转换器，其每一个都具有设置成与系统阻抗Ztl相关联的阻抗Z/。
[0022]在第一方面的实施例中，Zt和Z/分别通过
【权利要求】
1.一种功率放大器，其包括: 多个初级放大通道，其设置成每个都接收来自于一个或多个信号源的输入信号，以用于在多个初级放大通道的每一个中产生初级放大的输出； 次级放大通道，其与一个或多个信号源相连通，其中，次级放大通道被设置成接收每个都与多个初级放大通道中的每一个所接收的输入信号相关联的一个或多个信号分量，以形成用于产生次级放大的输出的融合输入信号；以及 电连接配置，其与初级放大通道的每个初级放大的输出和次级放大通道的次级放大的输出电连接。
2.根据权利要求1的功率放大器，其中，次级放大通道进一步包括相位调节元件，其设置成调节融合的输入信号的相位且具有系统阻抗Z。。
3.根据权利要求2的功率放大器，其中，来自于信号源的信号每个都被分配元件所分开，以形成多个初级放大通道中的其中一个的输入信号和由次级放大通道所接收的融合的信号分量。
4.根据权利要求3的功率放大器，其中，初级放大通道中的每一个都包括初级放大元件，其被设置成产生响应于输入信号的初级放大的输出。
5.根据权利要求4的功率放大器，其中，次级放大通道包括次级放大元件，其被设置成产生响应于融合的输入信号的次级放大的输出。
6.根据权利要求5的功率放大器，其中，初级放大元件为载波放大器。
7.根据权利要求6的功率放大器，其中，次级放大元件为峰值放大器。
8.根据权利要求7的功率放大器,其中,在来自于信号源的信号处于低功率时,只有载波放大器进行操作。
9.根据权利要求8的功率放大器,其中,在来自于信号源的信号处于高功率时,峰值和载波放大器同时进行操作。
10.根据权利要求9的功率放大器，其中，多个初级放大通道每一个都进一步包括阻抗转换元件，其具有设置成能以不同功率级调制负载阻抗的特征阻抗值Ζτ。
11.根据权利要求10的功率放大器，其中，每个载波放大器都进一步与设置成匹配负载阻抗的输出匹配网络和补偿线相关联。
12.根据权利要求11的功率放大器，其中，由次级放大通道所接收的一个或多个信号分量由设置成形成融合的输入信号的信号融合元件所融合。
13.根据权利要求12的功率放大器，其中，信号融合元件为180度混合环。
14.根据权利要求13的功率放大器，其中，电连接配置包括连接元件，其被设置成在来自于信号源的信号处于低功率时，使多个初级放大通道彼此隔离，以使得多个初级放大的输出每一个都被分配给负载。
15.根据权利要求13的功率放大器，其中，电连接配置包括连接元件，其被设置成，将次级放大的输出均等分配给多个初级放大通道，以及被设置成将所分配的次级放大的输出的一部分与多个初级放大通道中的每一个中的初级放大的输出相合成，以使得多个合成的输出每一个都被分配给负载。
16.根据权利要求14或15的功率放大器，其中，连接元件具有180度移相能力。
17.根据权利要求16的功率放大器,其进一步包括多个输出阻抗转换器,其每一个具有设置成与系统阻抗Ztl相匹配的特征阻抗V。
18.根据权利要求17的功率放大器，其中，Zt和Z/分别通过4=卜+ 2: W I和Z/=^ferZ|.与2(1相关,其中，5为峰值放大器与载波放大器的饱和电流比。
19.根据权利要求18的功率放大器，其中，来自于信号源的信号在量值上相等且相位相反。
20.根据权利要求1的功率放大器，其中，由次级放大通道所接收的一个或多个信号分量由设置成提供合成的信号的信号融合元件所融合，以形成融合的输入信号。
21.根据权利要求20的功率放大器,其中，信号融合兀件为T型功率合成器。
22.根据权利要求21的功率放大器，其中，电连接配置包括连接节点，其被设置成接收所有的初级放大的输出和次级放大的输出以形成合成的输出，以使得合成的输出被分配给负载。
23.根据权利要求22的功率放大器，其进一步包括输出阻抗转换器，其具有设置成对分配给负载的合成输出进行调节并与系统阻抗Ztl相关的特征阻抗Z/。
24.根据权利要求23的功率放大器，其中，&和Z/分别通过7/=^^+&和Zt=δ.Z。与Ztl相关，其中，δ为峰值放大器与载波放大器的饱和电流比。
25.根据权利要求24的功率放大器，其中，来自于信号源的信号在量值上相等且同相位。
26.根据权利要求1的功率放大器，其中，初级放大通道进一步包括相位调节元件，其被设置成调节进入初级放大器的信号的相位。
27.根据权利要求5的功率放大器，其中，初级放大元件为载波放大器。
28.根据权利要求27的功率放大器，其中，次级放大元件为峰值放大器。
29.根据权利要求11的功率放大器，其中，峰值放大器与用于阻抗匹配和预防逆向功率泄漏的输出匹配网络和补偿线相关联。
30.根据权利要求19的功率放大器,其中,来自于信号源的信号为差分的。
31.根据权利要求21的功率放大器，其中，来自于信号源的信号为同幅同相的。
32.根据权利要求2— 31中任一项的功率放大器，其中，Ztl为功率放大器的系统阻抗。
33.一种差分多尔蒂放大器，其具有设置成提供差分放大功率输出的三个晶体管，其中，该三个晶体管包括至少一个载波放大器和至少一个峰值放大器。
34.根据权利要求33的差分多尔蒂放大器，其中，三个晶体管被设置成在差分信号激发下提供放大输出。
35.一种功率合成多尔蒂放大器，其具有设置成提供合成放大输出的三个晶体管，其中，三个晶体管包括至少一个载波放大器和至少一个峰值放大器。
36.根据权利要求35的功率合成多尔蒂放大器，其中，三个晶体管被设置成在同相位激发下提供放大输出。
37.一种多尔蒂放大器，其包括三相晶体管配置，其被设置成提供合成的放大输出或多个差分的放大输出。
【文档编号】H03F1/07GK104167995SQ201410030774
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】薛泉, 陈世昌 申请人:香港城市大学