[发明专利]兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置，属于无线通信射频放大设备制造技术领域。

背景技术

数控开关功率放大器具有比A、B类等结构的放大器更高的效率、更好的工艺兼容性，因此在无线通信技术领域得到广泛应用。不过，现有高频率、大功率数控开关功率放大器一般是通过引入数控偏置发生器来提高其输出功率动态范围的，这样做尽管提高了动态范围但同时也引入了静态功耗，降低了高频率、大功率数控开关功率放大器的效率，且在高频率、大功率数控开关功率放大器的输出功率回退时其效率恶化的程度比没有引入数控偏置发生器时更大。如何保证高频率、大功率数控开关功率放大器既具有大动态范围的输出功率又具有高效率，是亟待解决又十分棘手的问题。因此，研发一款兼具动态范围大和输出效率高的射频功率放大装置是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种在功率回退时保证效率不恶化，输出功率动态范围大、效率高，工作稳定可靠的兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

该兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置由功率放大器单元阵列PA1～Pan、数控偏置发生器VB1～VBn、数控电源VDD1～VDDn、开关阵列S1～Sn构成，其特征在于：功率放大器单元阵列的输入端并联连接有数控偏置发生器；功率放大器单元阵列的工作电压端分别各自与数控电源连接；功率放大器单元阵列的相位信号RFin通过开关阵列连接到功率放大器单元阵列的输入端；功率放大器单元阵列的输出端合成包含RFin相位信号和幅度信号的输出信号RFout。

所述的功率放大器单元阵列为共源极放大器结构的E类功率放大器。

所述的开关阵列用于控制功率放大器单元阵列的开或关。

所述的数控偏置发生器与数控电源相互协同，减小数控偏置发生器的偏压VB1～VBn的值和数控电源的电压VDD1～VDDn的值，可降低功率放大器单元阵列的静态功耗，避免效率被恶化，保证功率放大器单元阵列既具有大输出功率动态范围，又在输出功率范围内具有高的效率。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

该兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置通过开关阵列控制功率放大器单元阵列输出功率的大小；通过数控偏置发生器使数字开关功率放大器具有较大的输出功率动态范围；通过数控电源抵消数控偏置发生器产生的静态功耗，使功率放大器单元阵列既具有大输出功率动态范围，又在输出功率范围内具有较高的效率。较低的发射功率可以通过减少功率放大器单元的个数实现，但却导致效率被恶化，此时，可以通过减小数控偏置发生器的偏压值和数控电源电压的值降低功率放大器单元阵列的静态功耗来避免效率被恶化。解决了现有通过数控偏置发生器提高数控开关功率放大器动态范围，引入静态功耗，降低数控开关功率放大器的效率，且无法避免在功率回退时效率的恶化程度加深乃至更差的问题。

附图说明

图1为一种兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置的工作原理方框示意图；

图2为E类功率放大器单元阵列的结构示意图；

图3为数控偏置发生器的电路结构方框示意图；

图4为数控电源电压的电路结构方框示意图；

图5为开关阵列的电路结构方框示意图。

图中：1、功率放大器单元阵列，2、数控偏置发生器，3、数控电源电压，4、开关阵列。

具体实施方式

下面结合附图对该兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置的实施方式作进一步详细说明：

该兼具大动态范围输出功率和高效率的射频功放装置由功率放大器单元阵列1PA1～Pan、数控偏置发生器2VB1～VBn、数控电源电压3VDD1～VDDn、开关阵列4S1～Sn构成，功率放大器单元阵列1的输入端并联连接有数控偏置发生器2，功率放大器单元阵列1的工作电压端分别各自与数控电源3连接；功率放大器单元阵列1的相位信号RFin通过开关阵列4连接到功率放大器单元阵列1的输入端；功率放大器单元阵列1的输出端合成包含RFin相位信号和幅度信号的输出信号RFout。

所述的功率放大器单元阵列1为共源极放大器结构的E类功率放大器。

所述的开关阵列4为控制功率放大器单元阵列1的开或关。