[发明专利]具有多合体扩展的高频功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种高频功率放大器，尤其涉及一种作为多合体(DOHERTY)放大器工作的大功率放大器。

背景技术

通常，高频功率放大器经常以AB类工作模式工作；即，例如通过串联的二极管生成基极偏置，各个晶体管在很低的电平下就已经导通了。AB类工作模式中，小信号以A类工作模式放大，大信号以B类工作模式放大。这种放大器工作时具有特别低的失真，但是效率很差。

此外，DOHERTY放大器可提高效率是公知的。在移动无线电通信技术，尤其在非恒定包络和高波峰因数(例如，COFDM信号)的调制方法中，基于DOHERTY原理的高频放大器在最近几年应用越来越广泛。例如，美国专利US7,688,135B2示出了一种此类DOHERTY放大器。然而，此类放大器的缺点在于只能提供非常小的带宽。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率放大器，实现高效率并能用于宽频率范围。

该目的通过具有独立权利要求1的特征的设备实现。有利的进一步改进形成了引用该独立权利要求的从属权利要求的主题。

因而，本发明的高频功率放大器包括宽带放大器和DOHERTY扩展。本发明中的宽带放大器具有功率分配器、主放大器路径和辅助放大器路径。所述DOHERTY扩展具有至少一个第一偏置线、第二偏置线和阻抗转换器。所述宽带放大器放大输入信号并把放大后的信号提供给DOHERTY扩展或进一步的处理设备。

本发明的高频功率放大器特别适合用于调幅信号(例如，COFDM信号)的大型、模块化、半导体无线电发射机终端设备。使用DOHERTY放大器原理的同时，又能很大程度上避免现有技术的缺陷。宽带放大器，可包括几个放大器模块，覆盖具有宽带宽的宽频率范围(例如，超高频波段IV-V470-862MHz)并无需调整平衡。宽带放大器和DOHERTY扩展一起构成DOHERTY放大器。本发明中，DOHERTY扩展包含DOHERTY原理特有的带宽限制组件：(可调)阻抗转换器、一个或两个(可调)偏置线和宽带阻抗变换器。从而，将带宽限制从宽带放大器中分离出来。如需要，可以在比较短的时间内通过简单机械重调阻抗变换线和偏置线来调节出新的频率。

附图说明

下面，将在附图的基础上结合实施例示例性说明本发明，附图示出了本发明优选的示例性实施方式。附图如下：

图1为示例性高频功率放大器的示图；

图2为本发明的高频功率放大器的一个示例性实施方式的示图。

具体实施方式

首先，参考图1说明传统的DOHERTY放大器的结构和功能，在此基础上，提出本发明要解决的问题。然后，参考图2说明本发明的设备的一个示例性实施方式的结构和功能。有些情况下，不重复介绍和说明相似附图中的相同元件。

图1示出了一个示例性的DOHERTY放大器。信号输入与功率分配器10相连。功率分配器10的第一输出与匹配网络11相连。匹配网络11与主晶体管12相连。然后与第二匹配网络13相连。第二匹配网络13与偏置线14相连，然后与阻抗转换器15相连。功率分配器10的第二输入与移相器16相连。然后与第三匹配网络17相连。这里，功率分配器10不产生相位旋转。输入信号在功率分配器10的两个输出路径之间平均分配。第三匹配网络17与辅助晶体管18相连。然后与第四匹配网络19相连，第四匹配网络19与第二偏置线20相连。偏置线20和阻抗转换器15与第五匹配网络21相连。第五匹配网络21把DOHERTY放大器的阻抗匹配成后续系统组件需要的阻抗。

在输入信号小时，以AB类工作模式工作的主晶体管12在增加的负载阻抗下工作，从相对较低的电平，例如从1dB压缩点回退6dB，它已经趋近饱和，因此效率最高。在主晶体管12饱和电平规定的电平门限之上，辅助晶体管18以C类工作模式工作。通过它的输出信号，它减小了主晶体管12的负载阻抗。因此，通过电平门限和1dB压缩点的比值全面控制主晶体管的负载阻抗的减小，主晶体管12输出相应的较大功率。在回退6dB的例子中，阻抗减半导致功率加倍。

从而，电平门限之上，主晶体管12虽然已达到饱和，但输出功率增加，因此总是在最大效率下工作。在辅助晶体管18的工作相位期间，只是因为其功率消耗而降低了效率，但是与传统的AB放大器相比，仍保持相当高的效率。在信号峰值，全面控制辅助晶体管18，晶体管12和18每个都提供一半的系统输出功率。