[发明专利]增强型多尔蒂放大器

说明书

技术领域

本公开涉及功率放大器，并且具体地涉及能够在比常规多尔蒂放大器更宽的带宽上高效地操作的多尔蒂（Doherty）放大器。

背景技术

随着当前移动通信系统的演进并开发了新的通信系统，一直需要能够在较宽频率范围上操作的更强大和高效的功率放大器。这些通信系统中的许多采用电池供电的移动设备和接入点，诸如基站。对于此类通信设备而言，更高效的功率放大器提供电池充电之间的更长的操作时间。

此外，用于移动设备且尤其是接入点的发射功率水平持续增加，同时，这些设备的尺寸正在缩小。随着功率水平增加，在放大期间产生的热量通常增加。因此，设计者面临着从缩小的通信设备耗散更大量的热或减少由其中的功率放大器产生的热量。更高效的功率放大器是优选的，因为其在相应的功率水平下产生比不那么高效的功率放大器更少的热，并且因此减少了在操作期间要耗散的热量。

考虑到对效率的日益增加的需求，多尔蒂放大器已变成移动通信应用、尤其是基站应用中的流行功率放大器。虽然与其对手相比是相对高效的，但多尔蒂放大器具有相对有限的操作带宽。例如，设计得很好的多尔蒂放大器可以提供5%的瞬时带宽，其对应于用于2 GHz信号的约100 MHz且通常足以支持单个通信波段。例如，通用移动电信系统（UMTS）设备在2.11和2.17 GHz之间的波段中操作，并且因此要求60MHz（2.17GHz—2.11GHz）的瞬时带宽。可以将多尔蒂放大器配置成支持用于UMTS波段的60 MHz的瞬时带宽。相应地，对于只需要支持单个通信波段的通信设备而言，多尔蒂功率放大器的有限操作带宽未引起问题。

然而，现代通信设备常常被要求支持在宽范围的操作频率上采用不同调制技术的各种通信标准。这些标准包括但不限于全球移动通信系统（GSM）、个人通信服务（PCS）、通用移动电信系统（UMTS）、全球互通微波接入（WiMAX）、长期演进（LTE）等。

用于这些标准的操作波段对于消费者电信应用而言从约800 MHz变动至4 GHz且对于军事应用而言从20 MHz变动到6 GHz。GSM标准单独地使用从约800 MHz变动至2 GHz的波段。例如，GSM-850使用824—894 MHz波段，GSM-900使用890—960 MHz波段，GSM-1800使用1710—1880 MHz波段，并且GSM-1900使用1850—1990 MHz波段。UMTS使用2.11—2.17 GHz波段。LTE使用2.6—2.7 GHz波段，并且WiMAX使用以约2.3、2.5、3.3和3.5 GHz为中心的波段。因此，对于需要支持多个通信波段的设备而言，单个多尔蒂放大器是不够的。

对于在不同通信波段上支持多个标准的通信设备而言，设计师常常针对不同通信波段中的每一个采用多个功率放大器链，这增加了通信设备的尺寸、成本和复杂性。同样地，需要增加多尔蒂功率放大器的有效操作范围以支持遍布在相当大的频率范围上的多个通信波段，同时保持由当前多尔蒂功率放大器设计提供的效率。

发明内容

本公开涉及相比于常规多尔蒂放大器而言提供显著性能改善的增强型多尔蒂放大器。该增强型多尔蒂放大器包括功率分离器、组合节点、载波路径以及峰值路径。功率分离器被配置成接收输入信号并将该输入信号分离成在载波分离器输出处提供的载波信号和在峰值分离器输出处提供的峰值信号。载波路径包括载波功率放大器电路、耦合在载波分离器输出与载波功率放大器电路之间的载波输入网络以及耦合在载波功率放大器电路与多尔蒂组合节点之间的载波输出网络。峰值路径包括峰值功率放大器电路、耦合在峰值分离器输出与峰值功率放大器电路之间的峰值输入网络以及耦合在功率放大器电路与多尔蒂组合节点之间的载波输出网络。

在一个实施例中，载波和峰值输入网络被配置成在载波和峰值信号分别被呈现给载波和峰值功率放大器电路时施加相移，促使峰值信号以约90度滞后于载波信号。载波和峰值输出网络被配置成施加另外的相移，促使峰值和载波信号到达多尔蒂组合节点以用于无功组合以生成输出信号。载波输入和输出网络及峰值输入和输出网络可以包括集总元件且不需要包括传输线。同样地，可以将这些网络合成为一组以提供用于总体增强型多尔蒂放大器的改善的性能特性。

在结合附图来阅读以下详细描述之后，本领域的技术人员将认识到本公开的范围并意识到其另外的方面。

附图说明

被结合在本说明书并构成其一部分的附图示出本公开的几个方面，并连同本描述一起用于解释本公开的原理。

图1是常规多尔蒂放大器的示意图。