[发明专利]用于对大操作平均功率范围的有效功率放大的方法和装置

说明书

公开对大操作平均功率范围保持效率的多赫提功率放大器的实施例。在一个实施例中，多赫提功率放大器包括可重新配置主要和辅助输出匹配网络以及固定组合网络。可重新配置主要和辅助输出匹配网络能够重新配置，使得可重新配置主要输出匹配网络、可重新配置辅助输出匹配网络和固定组合网络共同提供多个不同补偿功率电平的适当负载调制。因此，多赫提功率放大器对扩展补偿功率电平范围保持高效率。

相关申请

本申请要求2013年5月21日提交的美国临时专利申请序号61/825638以及2013年10月11日提交的美国专利申请序号14/051801的权益，通过引用将其公开完整地结合到本文中。

技术领域

本公开涉及多赫提功率放大器，以及具体来说涉及提供对大操作平均功率范围的有效功率放大的多赫提功率放大器。

背景技术

多赫提(Doherty)功率放大器在1936年首次由W.H. Doherty在其论文Doherty,W.H.“A New High Efficiency Power Amplifier for Modulated Waves”(Proceedingsof Institute of Radio Engineers，第1163-1182页，1936年9月)中提出。虽然多赫提功率放大器使用真空管放大器最初获得成功，但是随着固态晶体管的引入，多赫提功率放大器在二十世纪六十年代和七十年代开始基本上停止存在。具体来说，多赫提放大器要求主要与辅助放大器之间的精确匹配。但是，由于固态晶体管中的容差，主要与辅助放大器之间的所需匹配可能无法实现，这又使使用固态晶体管所实现的多赫提功率放大器停止如预期进行操作。

随着数字信号处理、具体是数字预失真的出现，多赫提功率放大器近来作为首选功率放大器再度出现，特别是对于蜂窝通信网络中的基站。具体来说，数字信号处理、例如数字预失真现在能够用来补偿主要与辅助放大器之间的失配。因此，多赫提功率放大器现在能够使用固态晶体管来实现。由于多赫提功率放大器的效率与其他功率放大器架构相比的显著改进，多赫提功率放大器现在是现代蜂窝通信标准的优选放大器，其具有高峰值对平均功率比(PAPR)。

现有多赫提功率放大器架构的一个问题在于，它们具有保持多赫提功率放大器的效率的有限补偿功率电平。通常，补偿功率电平为6-8分贝(dB)，使得多赫提功率放大器对于从其最大功率电平到低于其最大功率电平6-8 dB的功率电平是有效的。但是，当工作在显著低于其有限补偿功率电平时，现有多赫提功率放大器具有不良效率。

现有多赫提功率放大器中的有限补偿功率电平是成问题的，因为预计将来基站的平均功率在高达20 dB的范围中波动。如果使用具有6-8 dB的补偿功率电平的现有多赫提功率放大器，则这将在基站的传输时间的大部分期间引起低效功率放大。

在Darraji R.等人的论文“Digital Doherty Amplifier With EnhancedEfficiency and Extended Range”(IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques，Vol. 59，No. 11，第2898-2909页，2011年11月)中，作者提出一种多赫提功率放大器，其利用扩展补偿功率电平范围的数控动态输入功率分布方案，其中多赫提功率放大器保持高效率。虽然这种技术最初设法减轻因载波和调峰（peaking）放大器的操作类的差引起的不完善负载调制机制，但是载波放大器的随之发生的过早饱和引起效率范围的最多3 dB的理论扩展。这个效率范围扩展对于处理输入平均功率电平的重要变化的显著效率退化是低效的。