一种高效的多赫迪功率放大器的制造方法
一种高效的多赫迪功率放大器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及通信技术领域，具体地，涉及一种高效的多赫迪功率放大器。
【背景技术】
[0002] 在现有的射频拉远单元（RRU)或收发双工器模块灯畑U)中，多赫迪值oherty)放 大器成为在最后端放大下行信号的一种主流选择。因此，为了满足电信运营商日益增长的 绿色能源和低运行开支的需求，急需改进多赫迪放大器的效率。本文公开了一种提高了效 率的多赫迪放大器。
[0003] 图1示出了现有的最成熟的多赫迪放大器的方案。该方案通过把预驱动放大器， 驱动放大器和最后一级（Final stage)集成到一个多赫迪放大器中，从而改进了整个功率 放大器的级联效率。传统多赫迪放大器中只有最后一级运行在负载调制上，并且预驱动放 大器和驱动放大器仍然运行在甲己类（Class AB)状态，与传统的多赫迪放大器相比，该方 案可W使得辅放大器路径上的预驱动放大器和驱动放大器运行在己类（Class B)甚至运行 在丙类（Class C)从而进一步改进整个功放的级联效率。然而该方案存在着如下的缺点：
[0004] 1)为了适应多赫迪放大器的结构，预驱动放大器和驱动放大器的数量必须翻倍， 从而导致了成本的增加。
[0005] 2)相比于在传统多赫迪中仅存在最后一级，由于预驱动放大器，驱动放大器与主 (Carrier)/辅（Peaking)放大器的串联，送导致在主放大器和辅放大器的路径之间糟糕的 振幅和相位的平衡，因此不得不加入相位偏移器和调幅器W补偿该失衡。毫无疑问送再次 增加了级联的复杂度和成本。
[0006] 因此，急需一种在避免上述缺点的前提下提高放大效率的多赫迪放大器。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面公开了一种高效的多赫迪功率放 大器，其包括：主功率放大器和辅功率放大器，其特征在于，还包括：可调功率分配器，所述 可调功率分配器的第一输出端与所述主功率放大器的输入端相连接，所述可调功率分配器 的第二输出端与所述辅功率放大器的输入端相连接；其中，所述可调功率分配器用于根据 输入信号的包络的变化，来调节输入至所述主功率放大器和所述辅功率放大器的信号功率 的分配比率。
[0008] 特别的，当所述输入信号的包络低于回退点的时候，所述可调功率分配器把输入 信号的功率都分配到所述主功率放大器的输入端中；当所述输入信号的包络高于/等于回 退点的时候，所述可调功率分配器把输入信号的功率按照特定分配比例分配到所述主功率 放大器的输入端和所述辅功率放大器的输入端中。
[0009] 特别的，根据所述主功率放大器和所述辅功率放大器的器件参数来确定所述回退 点和所述特定分配比例。
[0010] 特别的，当所述主功率放大器与所述辅功率放大器是相同型号的放大器时，所述 回退点为所述放大器在额定输出功率点回退6地后所对应的输入电压值。
[0011] 特别的，所述可调功率分配器包括；威尔金森功率分配器，第一相位偏移器、第二 相位偏移器和3地90°电桥；所述威尔金森功率分配器的第一输出端经由所述第一相位 偏移器连接至所述3地90°电桥的第一输入端，所述威尔金森功率分配器的第二输出端经 由所述第二相位偏移器连接至所述3地90°电桥的第二输入端。
[0012] 特别的，所述威尔金森功率分配器用于把从其输入端获得的信号分成等幅同相的 两路信号，并分别从其第一输出端和其第二输出端输入至所述第一相位偏移器和所述第二 相位偏移器中。
[0013] 特别的，所述威尔金森功率分配器的第一输出端和第二输出端之间有隔离电阻。
[0014] 特别的，所述第一相位偏移器与所述第二相位偏移器分别根据所述输入信号的包 络来确定相位的偏移量。
[0015] 特别的，所述3地90°电桥用于把从其第一输入端获得的信号分成等幅正交的两 路信号，并分别从其第一输出端和其第二输出端输出；并且从其第二输入端获得的信号分 成等幅正交的两路信号，并分别从其第一输出端和其第二输出端输出。
[0016] 特别的，所述可调功率分配器的第一输出端和第二输出端的电压传输函数满足W 下公式：
[0019] |V2i|2+|V3i|2 = 1
[0020] 其中，Φι是所述第一相位偏移器的相位偏移量，Φ2是所述第二相位偏移器的相 位偏移量；V21是所述可调功率分配器的第一输出端上的输出电压与所述可调功率分配器 的输入端上的输入电压之比，V31是所述可调功率分配器的第二输出端上的输出电压与所述 可调功率分配器的输入端上的输入电压之比。
[0021] 特别的，Φ1+Φ2等于常数；所述3地90°电桥的第一输出端的信号的相位与所述 3地90°电桥的第二输出端的信号的相位相等，且都为常数。
[0022] 特别的，所述可调功率分配器之前连接有预驱动放大器和驱动放大器。
[0023] 特别的，所述主功率放大器之后连接有1/4波长的传输线，该1/4波长的传输线用 于阻抗变换的作用。
[0024] 特别的，所述辅功率放大器之前连接有1/4波长的传输线，该1/4波长的传输线用 于相位对准的作用。
[0025] 本装置的优点在于；本发明降低了现有多赫迪功率放大器的级联复杂度和生产 成本。并且，相对于现有多赫迪功率放大器中为主功率放大器和辅功率放大器分配固定的 功率分配比率的方案，本发明通过动态的向主功率放大器和辅功率放大器分配信号功率 (即：当输入信号低于回退点时，信号功率将都被分配给主功率放大器；当输入信号高于/ 等于回退点时，信号功率将被按特定比率分配给主功率放大器和辅功率放大器），从而使 得：信号功率的利用率更加高效，放大器的放大性能更加优秀。
【附图说明】
[0026] 通过下文对结合附图所示出的实施例进行详细说明，本发明的上述W及其他特征 将更加明显，本发明附图中相同或相似的标号表示相同或相似的步骤；
[0027] 图1示出了一种现有的多赫迪放大器的电路示意图；
[0028] 图2示出了根据本发明所公开的一种高效的多赫迪功率放大器的电路示意图；W 及
[0029] 图3示出了现有的多赫迪放大器与本发明所公开的多赫迪放大器的仿真结果的 比较。
【具体实施方式】
[0030] 在W下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的附图。附图通过 示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。所示的实施例并不旨在穷尽根据本发 明的所有实施例。需要说明的是，只要有可能，在所有附图中和相应的书面描述中将使用相 同的附图标记来引用相同或相似的部件。
[0031] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高效的多赫迪功率放 大器，其基于输入信号的包络变化来动态地调节输入至主功率放大器和辅功率放大器的 输入功率分配比率，从而使得驱动放大器能够在更低的输出功率上抵达回退点度ackoff point)(对于对称的多赫迪放大器，该回退点是主/辅功率放大器的额定输出功率点回退 6地后所对应的输入电压值），并且使得主功率放大器和辅功率放大器的运行状态更接近 于多赫迪放大器的理想值。下面结合图2对本发明作详细的描述。
[0032] 需要指出的是；主功率放大器（Carrier)也称为载波功率放大器，辅功率放大器 任eaking)也称为峰值功率放大器，为了便于说明，W下将统一使用主功率放大器和辅功率 放大器。
[0033] 图2示出了根据本发明所公开的一种高效的多赫迪功率放大器的电路示意图。该 多赫迪功率放大器包括：可调功率分配器100、主功率放大器200、辅功率放大器300、预驱 动放大器及驱动放大器单元400。
[0034] 该可调功率分配器100具有一个输入端1和两个输出端2、3。输入端1与预驱动放 大器及驱动放大器单元400的输出端相连接，W接收预驱动放大器及驱动放大器单元400 输出的信号。可调功率分配器100的输出端2与主功率放大器200的输入端相连接，可调 功率分配器100的输出端3与辅功率放大器300的输入端相连接。
[0035] 该可调功率分配器100用于根据输入至该多赫迪功率放大器的输入信号Siwut的 包络的变化，来调节输入至所述主功率放大器200和所述辅功率放大器300的信号的功率 的分配比率。
[0036] 该可调功率分配器100具体包括；功率分配器102、第一相位偏移器104、第二相位 偏移器106和3地90。电桥108。
[0037] 功率分配器102具有一个输入端，两个输出端。功率分配器102的输入端与可调 功率分配器100的输入端1是同一个端口。功率分配器102的两个输出端跟别与第一相位 偏移器104的输入端和第二相位偏移器106的输入端相连接。在功率分配器102的两个输 出端之间设有隔离电阻110。所述功率分配器102用于把从其输入端获得的信号分成相等 幅度并且相同相位的两路信号，并分别从其两个输出端输入至所述第一相位偏移器102和 所述第二相位偏移器106中。
[0038] 在一个优选的实施例中，所述功率分配器102是威尔金森（Wilkinson)功率分配 器。
[0039] 第一相位偏移器 104和第二相位偏移器106把从功率分配器102的输出端获得的 信号实施相位偏移，并分别输入到3地90°电桥108的输入端口 a和输入端口 b中。在本 实施例中，第一相位偏移器104的相位偏移量为Φι，第二相位偏移器106的相位偏移量为 Φ2。其中，根据输入至该多赫迪功率放大器的输入信号Smput的包络来确定第一相位偏移 器104和第二相位偏移器106的相位偏移量，从而使得；当输入信号Smput的包络低于回退 点的时候，输入至3地90°电桥108的两端的信号能够都被分配到主功率放大器200的输 入端中；当输入信号Smput的包络高于/等于回退点的时候，输入至3地90°电桥108的两 端的信号能够被按照特定分配比例分配到主功率放大器200的输入端和辅功率放大器300 的输入端中。
[0040] 3地90°电桥108具有两个输入端a、b，和两个输出端2、3。由图2可知，3地90° 电桥108的输出端2就是可调功率分配器100的输出端2 ;3地90°电桥108的输出端3就 是可调功率分配器100的输出端3。该3地90°电桥108把从输入端a获得的信号分成相 等幅度且相互正交的两路信号，一路信号从其输出端2输入至主功率放大器200中，另一路 信号从其输出端3输入至辅功率放大器300中；同时，该3地90°电桥108把从输入端b获 得的信号分成相等幅度且相互正交的两路信号，一路信号从其输出端2输入至主功率放大 器200中，另一路信号从其输出端3输入至辅功率放大器300中。其中，从电桥108输入端 a分出的两路信号和从电桥108输入端b中分出的两路信号分别在其输出端2、3上叠加。
[0041] 在本实施例中，该可调功率分配器100的两个输出端2、3上的电压传输函数满足 公式：
[0045] 从而使得当输入信号Siwut的包络低于回退点的时候，可调功率分配器100把其在 输入端1获得的信号功率都分配到主功率放大器200的输入端中；当输入信号Siwut的包络 高于/等于回退点的时候，可调功率分配器100把其在输入端1获得的信号功率按照特定 分配比例分配到主功率放大器200的输入端和辅功率放大器300的输入端中。
[004引其中，Φ 1是第一相位偏移器104的相位偏移量，Φ 2是第二相位偏移器106的相位 偏移量；V21是可调功率分配器100的输出端2上的输出电压与其输入端1上的输入电压之 比，V31是可调功率分配器100的输出端3上的输出电压与其输入端1上的输入电压之比；当 Φ1+Φ2等于常数时，郝么输出端2上的信号相位化asezi和输出端3上的信号相位化asesi 相同，且都为常数。
[0047] 在本实施例中，所述回退点和所述特定分配比例是根据主功率放大器200和辅功 率放大器300的器件参数来确定的。
[0048] 例如，在一个具体的实施例中，当主功率放大器200和辅功率放大器300选用相 同的器件时，所述回退点为该类型放大器在额定输出功率点回退6地后所对应的输入电压 值。所述特定分配比例可W设定为1 : 1，即；平均分配。相应的，此时，第一相位偏移器104 和第二相位偏移器106可W被设定为；当输入信号Smput在回退点之下时：Φ1-Φ2 = -90° ; 当输入信号在回退点之上时；Φι-Φ2 = 0°。
[0049] 在一个具体的实施例中，主功率放大器200之后连接有1/4波长的传输线202,该 1/4波长的传输线202用于阻抗变换的作用。辅功率放大器300之前（可调功率分配器100 的输出端3与辅功率放大器300的输入端之间）连接有1/4波长的传输线302,该1/4波长 的传输线302用于相位对准的作用。在该具体实施例的改进方案中，主功率放大器200和 辅功率放大器300之后还分别连接有偏置线（Offset line) 204、304,其用于信号相位的调 节。
[0050] 图3示出了现有的多赫迪放大器与本发明所公开的多赫迪放大器的仿真结果的 比较，其中，图3-a是现有的多赫迪放大器的输入端与输出端的仿真结果；图3-b是本发明 的多赫迪放大器的输入端与输出端的仿真结果；图3-C是现有的多赫迪放大器的放大效率 与输出端的仿真结果；图3-d是本发明的多赫迪放大器的放大效率与输出端的仿真结果。 通过比较可W发现；本发明所公开的多赫迪放大器放大效率明显高于现有的多赫迪放大 器。
[0051] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够W其他的具体形式实现本发明。因此，无论 如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，"包括"一词不 排除其他元素和步骤，并且措辞"一个"不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可 W由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
【主权项】
1. 一种高效的多赫迪功率放大器，其包括：主功率放大器和辅功率放大器，其特征在 于，还包括： 可调功率分配器，所述可调功率分配器的第一输出端与所述主功率放大器的输入端相 连接，所述可调功率分配器的第二输出端与所述辅功率放大器的输入端相连接； 其中，所述可调功率分配器用于根据输入信号的包络的变化，来调节输入至所述主功 率放大器和所述辅功率放大器的信号功率的分配比率。2. 根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于： 当所述输入信号的包络低于回退点的时候，所述可调功率分配器把输入信号的功率都 分配到所述主功率放大器的输入端中； 当所述输入信号的包络高于/等于回退点的时候，所述可调功率分配器把输入信号的 功率按照特定分配比例分配到所述主功率放大器的输入端和所述辅功率放大器的输入端 中。3. 根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于：根据所述主功率放大器和所述辅 功率放大器的器件参数来确定所述回退点和所述特定分配比例。4. 根据权利要求3所述的功率放大器，其特征在于： 当所述主功率放大器与所述辅功率放大器是相同型号的放大器时，所述回退点为所述 放大器在额定输出功率点回退6dB后所对应的输入电压值。5. 根据权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，所述可调功率分配器包括： 威尔金森功率分配器，第一相位偏移器、第二相位偏移器和3dB90°电桥； 所述威尔金森功率分配器的第一输出端经由所述第一相位偏移器连接至所述3dB 90°电桥的第一输入端，所述威尔金森功率分配器的第二输出端经由所述第二相位偏移器 连接至所述3dB 90°电桥的第二输入端。6. 根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于： 所述威尔金森功率分配器用于把从其输入端获得的信号分成等幅同相的两路信号，并 分别从其第一输出端和其第二输出端输入至所述第一相位偏移器和所述第二相位偏移器 中。7. 根据权利要求6所述的功率放大器，其特征在于：所述威尔金森功率分配器的第一 输出端和第二输出端之间有隔离电阻。8. 根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于：所述第一相位偏移器与所述第二 相位偏移器分别根据所述输入信号的包络来确定相位的偏移量。9. 根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于： 所述3dB 90°电桥用于把从其第一输入端获得的信号分成等幅正交的两路信号，并分 别从其第一输出端和其第二输出端输出；并且从其第二输入端获得的信号分成等幅正交的 两路信号，并分别从其第一输出端和其第二输出端输出。10. 根据权利要求5至9中任一所述的功率放大器，其特征在于：所述可调功率分配器 的第一输出端和第二输出端的电压传输函数满足以下公式：其中，Φ:是所述第一相位偏移器的相位偏移量，φ2是所述第二相位偏移器的相位偏 移量；V21是所述可调功率分配器的第一输出端上的输出电压与所述可调功率分配器的输 入端上的输入电压之比，V 31是所述可调功率分配器的第二输出端上的输出电压与所述可调 功率分配器的输入端上的输入电压之比。11. 根据权利要求10所述的功率放大器，其特征在于： Φ1+Φ2等于常数； 所述3dB 90°电桥的第一输出端的信号的相位与所述3dB 90°电桥的第二输出端的 信号的相位相等，且都为常数。12. 根据权利要求11所述的功率放大器，其特征在于：所述可调功率分配器之前连接 有预驱动放大器和驱动放大器。13. 根据权利要求11所述的功率放大器，其特征在于：所述主功率放大器之后连接有 1/4波长的传输线，该1/4波长的传输线用于阻抗变换的作用。14. 根据权利要求13所述的功率放大器，其特征在于：所述辅功率放大器之前连接有 1/4波长的传输线，该1/4波长的传输线用于相位对准的作用。
【专利摘要】本发明公开了一种高效的多赫迪功率放大器，其包括：主功率放大器和辅功率放大器，其特征在于，还包括：可调功率分配器，所述可调功率分配器的第一输出端与所述主功率放大器的输入端相连接，所述可调功率分配器的第二输出端与所述辅功率放大器的输入端相连接；其中，所述可调功率分配器用于根据输入信号的包络的变化，来调节输入至所述主功率放大器和所述辅功率放大器的信号功率的分配比率。
【IPC分类】H03F1/07
【公开号】CN105490645
【申请号】CN201410469803
【发明人】黎峰
【申请人】上海贝尔股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月16日
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及通信技术领域，具体地，涉及一种高效的多赫迪功率放大器。
【背景技术】
[0002] 在现有的射频拉远单元（RRU)或收发双工器模块灯畑U)中，多赫迪值oherty)放 大器成为在最后端放大下行信号的一种主流选择。因此，为了满足电信运营商日益增长的 绿色能源和低运行开支的需求，急需改进多赫迪放大器的效率。本文公开了一种提高了效 率的多赫迪放大器。
[0003] 图1示出了现有的最成熟的多赫迪放大器的方案。该方案通过把预驱动放大器， 驱动放大器和最后一级（Final stage)集成到一个多赫迪放大器中，从而改进了整个功率 放大器的级联效率。传统多赫迪放大器中只有最后一级运行在负载调制上，并且预驱动放 大器和驱动放大器仍然运行在甲己类（Class AB)状态，与传统的多赫迪放大器相比，该方 案可W使得辅放大器路径上的预驱动放大器和驱动放大器运行在己类（Class B)甚至运行 在丙类（Class C)从而进一步改进整个功放的级联效率。然而该方案存在着如下的缺点：
[0004] 1)为了适应多赫迪放大器的结构，预驱动放大器和驱动放大器的数量必须翻倍， 从而导致了成本的增加。
[0005] 2)相比于在传统多赫迪中仅存在最后一级，由于预驱动放大器，驱动放大器与主 (Carrier)/辅（Peaking)放大器的串联，送导致在主放大器和辅放大器的路径之间糟糕的 振幅和相位的平衡，因此不得不加入相位偏移器和调幅器W补偿该失衡。毫无疑问送再次 增加了级联的复杂度和成本。
[0006] 因此，急需一种在避免上述缺点的前提下提高放大效率的多赫迪放大器。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面公开了一种高效的多赫迪功率放 大器，其包括：主功率放大器和辅功率放大器，其特征在于，还包括：可调功率分配器，所述 可调功率分配器的第一输出端与所述主功率放大器的输入端相连接，所述可调功率分配器 的第二输出端与所述辅功率放大器的输入端相连接；其中，所述可调功率分配器用于根据 输入信号的包络的变化，来调节输入至所述主功率放大器和所述辅功率放大器的信号功率 的分配比率。
[0008] 特别的，当所述输入信号的包络低于回退点的时候，所述可调功率分配器把输入 信号的功率都分配到所述主功率放大器的输入端中；当所述输入信号的包络高于/等于回 退点的时候，所述可调功率分配器把输入信号的功率按照特定分配比例分配到所述主功率 放大器的输入端和所述辅功率放大器的输入端中。
[0009] 特别的，根据所述主功率放大器和所述辅功率放大器的器件参数来确定所述回退 点和所述特定分配比例。
[0010] 特别的，当所述主功率放大器与所述辅功率放大器是相同型号的放大器时，所述 回退点为所述放大器在额定输出功率点回退6地后所对应的输入电压值。
[0011] 特别的，所述可调功率分配器包括；威尔金森功率分配器，第一相位偏移器、第二 相位偏移器和3地90°电桥；所述威尔金森功率分配器的第一输出端经由所述第一相位 偏移器连接至所述3地90°电桥的第一输入端，所述威尔金森功率分配器的第二输出端经 由所述第二相位偏移器连接至所述3地90°电桥的第二输入端。
[0012] 特别的，所述威尔金森功率分配器用于把从其输入端获得的信号分成等幅同相的 两路信号，并分别从其第一输出端和其第二输出端输入至所述第一相位偏移器和所述第二 相位偏移器中。
[0013] 特别的，所述威尔金森功率分配器的第一输出端和第二输出端之间有隔离电阻。
[0014] 特别的，所述第一相位偏移器与所述第二相位偏移器分别根据所述输入信号的包 络来确定相位的偏移量。
[0015] 特别的，所述3地90°电桥用于把从其第一输入端获得的信号分成等幅正交的两 路信号，并分别从其第一输出端和其第二输出端输出；并且从其第二输入端获得的信号分 成等幅正交的两路信号，并分别从其第一输出端和其第二输出端输出。
[0016] 特别的，所述可调功率分配器的第一输出端和第二输出端的电压传输函数满足W 下公式：
[0019] |V2i|2+|V3i|2 = 1
[0020] 其中，Φι是所述第一相位偏移器的相位偏移量，Φ2是所述第二相位偏移器的相 位偏移量；V21是所述可调功率分配器的第一输出端上的输出电压与所述可调功率分配器 的输入端上的输入电压之比，V31是所述可调功率分配器的第二输出端上的输出电压与所述 可调功率分配器的输入端上的输入电压之比。
[0021] 特别的，Φ1+Φ2等于常数；所述3地90°电桥的第一输出端的信号的相位与所述 3地90°电桥的第二输出端的信号的相位相等，且都为常数。
[0022] 特别的，所述可调功率分配器之前连接有预驱动放大器和驱动放大器。
[0023] 特别的，所述主功率放大器之后连接有1/4波长的传输线，该1/4波长的传输线用 于阻抗变换的作用。
[0024] 特别的，所述辅功率放大器之前连接有1/4波长的传输线，该1/4波长的传输线用 于相位对准的作用。
[0025] 本装置的优点在于；本发明降低了现有多赫迪功率放大器的级联复杂度和生产 成本。并且，相对于现有多赫迪功率放大器中为主功率放大器和辅功率放大器分配固定的 功率分配比率的方案，本发明通过动态的向主功率放大器和辅功率放大器分配信号功率 (即：当输入信号低于回退点时，信号功率将都被分配给主功率放大器；当输入信号高于/ 等于回退点时，信号功率将被按特定比率分配给主功率放大器和辅功率放大器），从而使 得：信号功率的利用率更加高效，放大器的放大性能更加优秀。
【附图说明】
[0026] 通过下文对结合附图所示出的实施例进行详细说明，本发明的上述W及其他特征 将更加明显，本发明附图中相同或相似的标号表示相同或相似的步骤；
[0027] 图1示出了一种现有的多赫迪放大器的电路示意图；
[0028] 图2示出了根据本发明所公开的一种高效的多赫迪功率放大器的电路示意图；W 及
[0029] 图3示出了现有的多赫迪放大器与本发明所公开的多赫迪放大器的仿真结果的 比较。
【具体实施方式】
[0030] 在W下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的附图。附图通过 示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。所示的实施例并不旨在穷尽根据本发 明的所有实施例。需要说明的是，只要有可能，在所有附图中和相应的书面描述中将使用相 同的附图标记来引用相同或相似的部件。
[0031] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高效的多赫迪功率放 大器，其基于输入信号的包络变化来动态地调节输入至主功率放大器和辅功率放大器的 输入功率分配比率，从而使得驱动放大器能够在更低的输出功率上抵达回退点度ackoff point)(对于对称的多赫迪放大器，该回退点是主/辅功率放大器的额定输出功率点回退 6地后所对应的输入电压值），并且使得主功率放大器和辅功率放大器的运行状态更接近 于多赫迪放大器的理想值。下面结合图2对本发明作详细的描述。
[0032] 需要指出的是；主功率放大器（Carrier)也称为载波功率放大器，辅功率放大器 任eaking)也称为峰值功率放大器，为了便于说明，W下将统一使用主功率放大器和辅功率 放大器。
[0033] 图2示出了根据本发明所公开的一种高效的多赫迪功率放大器的电路示意图。该 多赫迪功率放大器包括：可调功率分配器100、主功率放大器200、辅功率放大器300、预驱 动放大器及驱动放大器单元400。
[0034] 该可调功率分配器100具有一个输入端1和两个输出端2、3。输入端1与预驱动放 大器及驱动放大器单元400的输出端相连接，W接收预驱动放大器及驱动放大器单元400 输出的信号。可调功率分配器100的输出端2与主功率放大器200的输入端相连接，可调 功率分配器100的输出端3与辅功率放大器300的输入端相连接。
[0035] 该可调功率分配器100用于根据输入至该多赫迪功率放大器的输入信号Siwut的 包络的变化，来调节输入至所述主功率放大器200和所述辅功率放大器300的信号的功率 的分配比率。
[0036] 该可调功率分配器100具体包括；功率分配器102、第一相位偏移器104、第二相位 偏移器106和3地90。电桥108。
[0037] 功率分配器102具有一个输入端，两个输出端。功率分配器102的输入端与可调 功率分配器100的输入端1是同一个端口。功率分配器102的两个输出端跟别与第一相位 偏移器104的输入端和第二相位偏移器106的输入端相连接。在功率分配器102的两个输 出端之间设有隔离电阻110。所述功率分配器102用于把从其输入端获得的信号分成相等 幅度并且相同相位的两路信号，并分别从其两个输出端输入至所述第一相位偏移器102和 所述第二相位偏移器106中。
[0038] 在一个优选的实施例中，所述功率分配器102是威尔金森（Wilkinson)功率分配 器。
[0039] 第一相位偏移器 104和第二相位偏移器106把从功率分配器102的输出端获得的 信号实施相位偏移，并分别输入到3地90°电桥108的输入端口 a和输入端口 b中。在本 实施例中，第一相位偏移器104的相位偏移量为Φι，第二相位偏移器106的相位偏移量为 Φ2。其中，根据输入至该多赫迪功率放大器的输入信号Smput的包络来确定第一相位偏移 器104和第二相位偏移器106的相位偏移量，从而使得；当输入信号Smput的包络低于回退 点的时候，输入至3地90°电桥108的两端的信号能够都被分配到主功率放大器200的输 入端中；当输入信号Smput的包络高于/等于回退点的时候，输入至3地90°电桥108的两 端的信号能够被按照特定分配比例分配到主功率放大器200的输入端和辅功率放大器300 的输入端中。
[0040] 3地90°电桥108具有两个输入端a、b，和两个输出端2、3。由图2可知，3地90° 电桥108的输出端2就是可调功率分配器100的输出端2 ;3地90°电桥108的输出端3就 是可调功率分配器100的输出端3。该3地90°电桥108把从输入端a获得的信号分成相 等幅度且相互正交的两路信号，一路信号从其输出端2输入至主功率放大器200中，另一路 信号从其输出端3输入至辅功率放大器300中；同时，该3地90°电桥108把从输入端b获 得的信号分成相等幅度且相互正交的两路信号，一路信号从其输出端2输入至主功率放大 器200中，另一路信号从其输出端3输入至辅功率放大器300中。其中，从电桥108输入端 a分出的两路信号和从电桥108输入端b中分出的两路信号分别在其输出端2、3上叠加。
[0041] 在本实施例中，该可调功率分配器100的两个输出端2、3上的电压传输函数满足 公式：
[0045] 从而使得当输入信号Siwut的包络低于回退点的时候，可调功率分配器100把其在 输入端1获得的信号功率都分配到主功率放大器200的输入端中；当输入信号Siwut的包络 高于/等于回退点的时候，可调功率分配器100把其在输入端1获得的信号功率按照特定 分配比例分配到主功率放大器200的输入端和辅功率放大器300的输入端中。
[004引其中，Φ 1是第一相位偏移器104的相位偏移量，Φ 2是第二相位偏移器106的相位 偏移量；V21是可调功率分配器100的输出端2上的输出电压与其输入端1上的输入电压之 比，V31是可调功率分配器100的输出端3上的输出电压与其输入端1上的输入电压之比；当 Φ1+Φ2等于常数时，郝么输出端2上的信号相位化asezi和输出端3上的信号相位化asesi 相同，且都为常数。
[0047] 在本实施例中，所述回退点和所述特定分配比例是根据主功率放大器200和辅功 率放大器300的器件参数来确定的。
[0048] 例如，在一个具体的实施例中，当主功率放大器200和辅功率放大器300选用相 同的器件时，所述回退点为该类型放大器在额定输出功率点回退6地后所对应的输入电压 值。所述特定分配比例可W设定为1 : 1，即；平均分配。相应的，此时，第一相位偏移器104 和第二相位偏移器106可W被设定为；当输入信号Smput在回退点之下时：Φ1-Φ2 = -90° ; 当输入信号在回退点之上时；Φι-Φ2 = 0°。
[0049] 在一个具体的实施例中，主功率放大器200之后连接有1/4波长的传输线202,该 1/4波长的传输线202用于阻抗变换的作用。辅功率放大器300之前（可调功率分配器100 的输出端3与辅功率放大器300的输入端之间）连接有1/4波长的传输线302,该1/4波长 的传输线302用于相位对准的作用。在该具体实施例的改进方案中，主功率放大器200和 辅功率放大器300之后还分别连接有偏置线（Offset line) 204、304,其用于信号相位的调 节。
[0050] 图3示出了现有的多赫迪放大器与本发明所公开的多赫迪放大器的仿真结果的 比较，其中，图3-a是现有的多赫迪放大器的输入端与输出端的仿真结果；图3-b是本发明 的多赫迪放大器的输入端与输出端的仿真结果；图3-C是现有的多赫迪放大器的放大效率 与输出端的仿真结果；图3-d是本发明的多赫迪放大器的放大效率与输出端的仿真结果。 通过比较可W发现；本发明所公开的多赫迪放大器放大效率明显高于现有的多赫迪放大 器。
[0051] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够W其他的具体形式实现本发明。因此，无论 如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，"包括"一词不 排除其他元素和步骤，并且措辞"一个"不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可 W由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
【主权项】
1. 一种高效的多赫迪功率放大器，其包括：主功率放大器和辅功率放大器，其特征在 于，还包括： 可调功率分配器，所述可调功率分配器的第一输出端与所述主功率放大器的输入端相 连接，所述可调功率分配器的第二输出端与所述辅功率放大器的输入端相连接； 其中，所述可调功率分配器用于根据输入信号的包络的变化，来调节输入至所述主功 率放大器和所述辅功率放大器的信号功率的分配比率。2. 根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于： 当所述输入信号的包络低于回退点的时候，所述可调功率分配器把输入信号的功率都 分配到所述主功率放大器的输入端中； 当所述输入信号的包络高于/等于回退点的时候，所述可调功率分配器把输入信号的 功率按照特定分配比例分配到所述主功率放大器的输入端和所述辅功率放大器的输入端 中。3. 根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于：根据所述主功率放大器和所述辅 功率放大器的器件参数来确定所述回退点和所述特定分配比例。4. 根据权利要求3所述的功率放大器，其特征在于： 当所述主功率放大器与所述辅功率放大器是相同型号的放大器时，所述回退点为所述 放大器在额定输出功率点回退6dB后所对应的输入电压值。5. 根据权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，所述可调功率分配器包括： 威尔金森功率分配器，第一相位偏移器、第二相位偏移器和3dB90°电桥； 所述威尔金森功率分配器的第一输出端经由所述第一相位偏移器连接至所述3dB 90°电桥的第一输入端，所述威尔金森功率分配器的第二输出端经由所述第二相位偏移器 连接至所述3dB 90°电桥的第二输入端。6. 根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于： 所述威尔金森功率分配器用于把从其输入端获得的信号分成等幅同相的两路信号，并 分别从其第一输出端和其第二输出端输入至所述第一相位偏移器和所述第二相位偏移器 中。7. 根据权利要求6所述的功率放大器，其特征在于：所述威尔金森功率分配器的第一 输出端和第二输出端之间有隔离电阻。8. 根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于：所述第一相位偏移器与所述第二 相位偏移器分别根据所述输入信号的包络来确定相位的偏移量。9. 根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于： 所述3dB 90°电桥用于把从其第一输入端获得的信号分成等幅正交的两路信号，并分 别从其第一输出端和其第二输出端输出；并且从其第二输入端获得的信号分成等幅正交的 两路信号，并分别从其第一输出端和其第二输出端输出。10. 根据权利要求5至9中任一所述的功率放大器，其特征在于：所述可调功率分配器 的第一输出端和第二输出端的电压传输函数满足以下公式：其中，Φ:是所述第一相位偏移器的相位偏移量，φ2是所述第二相位偏移器的相位偏 移量；V21是所述可调功率分配器的第一输出端上的输出电压与所述可调功率分配器的输 入端上的输入电压之比，V 31是所述可调功率分配器的第二输出端上的输出电压与所述可调 功率分配器的输入端上的输入电压之比。11. 根据权利要求10所述的功率放大器，其特征在于： Φ1+Φ2等于常数； 所述3dB 90°电桥的第一输出端的信号的相位与所述3dB 90°电桥的第二输出端的 信号的相位相等，且都为常数。12. 根据权利要求11所述的功率放大器，其特征在于：所述可调功率分配器之前连接 有预驱动放大器和驱动放大器。13. 根据权利要求11所述的功率放大器，其特征在于：所述主功率放大器之后连接有 1/4波长的传输线，该1/4波长的传输线用于阻抗变换的作用。14. 根据权利要求13所述的功率放大器，其特征在于：所述辅功率放大器之前连接有 1/4波长的传输线，该1/4波长的传输线用于相位对准的作用。
【专利摘要】本发明公开了一种高效的多赫迪功率放大器，其包括：主功率放大器和辅功率放大器，其特征在于，还包括：可调功率分配器，所述可调功率分配器的第一输出端与所述主功率放大器的输入端相连接，所述可调功率分配器的第二输出端与所述辅功率放大器的输入端相连接；其中，所述可调功率分配器用于根据输入信号的包络的变化，来调节输入至所述主功率放大器和所述辅功率放大器的信号功率的分配比率。
【IPC分类】H03F1/07
【公开号】CN105490645
【申请号】CN201410469803
【发明人】黎峰
【申请人】上海贝尔股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月16日
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