[发明专利]用于补偿复合放大器中信号失真的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于补偿复合放大器(composite amplifier)的多个传输支路中的信号失真的系统和方法。

背景技术

复合放大器是包含若干彼此连接的、独立驱动的成分放大器(constituent amplifier)和经由特殊输出网络的输出的放大器。(成分放大器意味着单个晶体管，或者晶体管与支持电路一起的并行组合)。这使得复合放大器比单个晶体管放大器(或者具有若干被共同驱动的晶体管的放大器)具有更好的功效。多尔蒂(Doherty)放大器和希莱克斯(Chireix)放大器是普遍已知的复合放大器的示例。它们被描述在W.H.Doherty于1936年9月的Proc.IRE.卷24第9期1163-1182页的“A new high efficiency power amplifier for modulated waves”中和H.Chireix于1935年11月的Proc.IRE的卷23第2期1370-1392页的“High power outphasing modulation”中。能够将多尔蒂放大器概括为两个以上的成分放大器，如例如F.H.Raab在1987年9月的IEEE广播汇刊卷BC-33第3期的“Efficiency of Doherty RF Power Amplifier Systems”中所描述的。

具有较佳功效的若干新的高阶(3个或者更多的成分放大器)复合放大器近来已经被公开于例如WO2004/023647、WO2004/057755、WO2005/031966和US5012200中。

多尔蒂放大器包括彼此连接的主放大器和辅助(峰值)放大器以及经由输出网络的输出。给出多尔蒂操作的原型输出网络包括主放大器，所述主放大器经由具有等于所述主放大器的最佳负载电阻的特性阻抗的四分之一波长线被连接到共用负载(common load)。所述辅助放大器直接被连接到所述共用负载。该共用负载电阻等于所述主放大器和辅助放大器的最佳负载的并联。

多尔蒂射频(RF)功率放大器(PA)对于调幅信号非常有效，原因在于它们具有的来自晶体管的RF输出电流的平均和比常规放大器的来自晶体管的RF输出电流的平均和低。由于使用成分晶体管的B类(半波整流正弦晶体管电流波形)操作或者类似的操作，把减少的RF电流转变成减少的DC(供电)电流。

多尔蒂输出网络的重要特性是它允许辅助放大器在影响其自己的RF电压时影响在主放大器处的RF电压，更不用说输出电压(理想地为0)。这意味着辅助放大器的输入驱动(input drive)能够在低于转变点(transition point)的输出电平上断开，到输出没有结果。四分之一波长线将负载转变成在主放大器处的较高的阻抗。这有两个结果：1)主放大器的功效增大。2)主放大器在正好低于其最大输出功率的电平(即，转变点)上达到饱和。在高于转变点的电平上，辅助放大器将主放大器电压保持在基本常电平。这意味着能够将由于主放大器的饱和而出现的非线性保持在低程度。

主放大器在整个振幅范围上给出基本线性的输出RF电流，而辅助放大器给出仅高于转变点的线性上升RF电流，即，非线性输出电流。这两个电流还具有90度的相位差。通过提供RF电流，辅助放大器还影响(contribute to)在上部振幅范围内的输出功率。

希莱克斯放大器具有与多尔蒂放大器不同的输出网络，并且传统地这两种放大器都是在等振幅的情况下被驱动的。术语“移相”(其描述了希莱克斯放大器内的关键方法)总体上意味着通过组合两个相位调制常振幅信号获得振幅调制的方法。选择这些常振幅信号的相位以使它们的矢量求和的结果产生所想要的振幅。

使用补偿希莱克斯放大器的输出网络内的电抗来将高功效区域扩展到较低输出功率电平。能够用缩短的传输线和加长的传输线来构建等效网络，所述缩短的传输线和加长的传输线的和应该为0.5波长。

高阶复合放大器(见例如WO 2004/023647，WO 2004/057755，WO2005/031966)总体上使用类似多尔蒂的驱动信号(仅在某振幅之上驱动一个或者多个放大器)和类似希莱克斯的驱动信号(在某振幅范围内的等振幅的情况下驱动所述成分放大器中的两个)的组合。