[发明专利]高效复合放大器

说明书

技术领域

本发明涉及复合放大器(composite amplifier)，尤其涉及用于提高这样的放 大器的效率的方法和装置。

背景技术

在许多无线通信系统中，发射器中的功率放大器(PA)除了能够同时对分 布在相当宽的宽带范围内的许多无线电信道(频率)进行放大之外，还要求是 非常线性的。必须高效地进行该操作，以便减少功率消耗和冷却需求，并且增 加其寿命。由于非线性放大器会引起信道之间干扰信号能量的泄漏(leakage)， 因此需要很高的线性度。

足够多的独立射频(RF)信道混合的振幅概率密度或多用户CDMA(码分 多址)信号的振幅概率密度倾向于接近具有大的峰值与平均功率比的瑞利 (Rayleigh)分布。由于传统的RF功率放大器通常具有与其输出振幅成比例的效 率，所以对于这样的信号而言，其平均效率非常低。

针对传统线性功率放大器的低效率，已经提出了许多方法。最有希望的两 种方法是Chireix反相(outphasing)方法[1]和Doherty方法[2]。

为使得生产上文中所述的高效功率放大器的成本最小化，可能需要避免微 调(trimming)。由于传输线的元件值(component value)和电长度(electrical length) 会在所制成的放大器之间变化，所以它们都将或多或少失谐(detuned)或不平 衡(off balance)。迄今为止仍旧没有解决的一个问题是如何从不完美的 (imperfect)复合放大器获得最大效率(也就是这样的条件下的最佳可能)。

发明内容

本发明的目标是高效地驱动失谐的复合放大器。

根据所附的权利要求来实现该目标。

简要地说，本发明提供一种非线性驱动函数(drive function)，其具有随复 合放大器输出电压振幅而变化的相位。该特征能够将所描述的过渡点分成过渡 区域，这样就提高了放大器效率。事实上，该特征实际上可以用于有意地 (deliberately)使放大器失谐以提高效率。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种包括非线性驱动函数的失谐的 复合放大器，其特征在于：非线性驱动函数(22，38)具有随复合放大器输出 电压振幅而变化的相位，其中，所述非线性驱动函数是复数取值的。

根据优选实施例，所述复合放大器是失谐的Doherty放大器。

根据优选实施例，所述非线性驱动函数(22)被配置成产生其中两个放大 器处于最大输出电压的操作区域。

根据优选实施例，所述复合放大器是失谐的Chireix放大器。

根据优选实施例，所述非线性驱动函数(38)被配置成产生其中仅一个放 大器(PA1)处于最大输出电压的操作区域。

根据优选实施例，所述非线性驱动函数(38)被配置成：只要复合放大器 的输出信号振幅不超过预定阈值，就阻止一个放大器(PA2)输送任何输出电流。

根据优选实施例，所述非线性驱动函数(38)被配置成在至少一个输出电 压区域中从两个放大器(PA1，PA2)产生不相等的输出电流振幅。

根据优选实施例，所述非线性驱动函数(38)被配置成产生反相区域，其 中两个放大器具有恒定输出电压但是相对于复合放大器输出信号相位具有不同 的相位。

根据优选实施例，所述复合放大器是失谐的组合Chireix-Doherty放大器。

根据优选实施例，所述非线性驱动函数(22，38)被配置成产生反相区域， 其中至少两个放大器具有恒定输出电压但是相对于复合放大器输出信号相位具 有不同的相位。

根据优选实施例，所述非线性驱动函数(22，38)被配置成在其中一个放 大器(PA1)处于最大电压的区域中以及在其中两个放大器都处于最大电压的区 域中驱动这两个放大器(PA1，PA2)，第二区域在最大功率处比奇点扩展得更多。

根据优选实施例，所述非线性驱动函数(22，38)被配置成在其中一个放 大器(PA2)处于最大电压的区域中，在其中至少一个另外的放大器(PA1)处 于最大电压的至少一个另外的区域中，以及在其中所有放大器都处于最大电压 的区域中驱动放大器(PA1，PA2，PA3)，最后提到的区域在最大功率处比奇点扩 展得更多。