[发明专利]功率放大器和包括功率放大器的射频设备

权利要求书

1.一种功率放大器(400)，包括：

分离器网络(402)，被配置为将输入信号分离成载波输入信号和峰值输入信号；

载波放大器路径(404)，其至少包括被配置为放大所述载波输入信号的载波放大器(4041)、载波输入匹配网络和载波输出匹配网络(4042，4043)；以及

峰值放大器路径(406)，其在连接节点处与所述载波放大器路径(404)合并，并且至少包括被配置为放大所述峰值输入信号的峰值放大器(4061)、峰值输入匹配网络和峰值输出匹配网络(4062，4063)；

其中，所述峰值放大器路径(406)还包括第一阻抗变换器(4064)，所述第一阻抗变换器被耦接在所述峰值输出匹配网络(4063)的输出端与所述连接节点之间以增强所述峰值放大器(4061)的断开状态阻抗；并且

其中，所述载波放大器路径(404)还包括第二阻抗变换器(4044)，所述第二阻抗变换器被耦接在所述载波输出匹配网络(4043)的输出端与所述连接节点之间。

2.根据权利要求1所述的功率放大器(400)，其中，所述峰值放大器(4061)与所述载波放大器(4041)之间的饱和输出功率比等于或大于1。

3.根据权利要求2所述的功率放大器(400)，其中，所述第一阻抗变换器(4064)被配置为将从所述峰值输出匹配网络(4063)的所述输出端看的第一输出阻抗变换成从所述第一阻抗变换器(4064)的输出端看的第二输出阻抗，所述第二输出阻抗高于所述第一输出阻抗；

其中，所述第二阻抗变换器(4044)被配置为将从所述载波输出匹配网络(4043)的所述输出端看的第三输出阻抗变换成从所述第二阻抗变换器(4044)的输出端看的第四输出阻抗；并且

其中，所述第二输出阻抗和所述第四输出阻抗的并联阻抗在高功率模式和低功率模式下都等于所述功率放大器(400)的连接节点阻抗，并且所述连接节点阻抗等于所述功率放大器(400)的系统负载阻抗，在所述高功率模式下，所述载波放大器和所述峰值放大器(4041，4061)都接通，在所述低功率模式下，仅所述载波放大器(4041)接通。

4.根据权利要求3所述的功率放大器(400)，其中，当所述功率放大器(400)在所述峰值放大器(4061)被关断的所述低功率模式下工作时，所述第二输出阻抗等于所述第一输出阻抗至少乘以电压驻波比VSWR和r的乘积，其中，r是所述峰值放大器与所述载波放大器之间的所述饱和输出功率比，并且VSWR＝r+1。

5.根据权利要求4所述的功率放大器(400)，其中，当所述功率放大器(400)在所述高功率模式下工作时，所述第一输出阻抗等于Z₀/r，所述第二输出阻抗等于Z₀*VSWR，所述第三输出阻抗等于Z₀，所述第四输出阻抗等于Z₀*VSWR*r，其中，Z₀等于Z_L/r并且Z_L是所述功率放大器(400)的所述系统阻抗；并且

其中，当所述功率放大器(400)在所述低功率模式下工作时，所述第三输出阻抗等于Z₀*VSWR，所述第四输出阻抗等于Z₀*r。

6.根据权利要求5所述的功率放大器(400)，其中，所述载波放大器路径(404)被配置为在所述高功率模式和所述低功率模式下都具有低阻抗变换比以扩展带宽。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的功率放大器(400)，其中，所述分离器网络(402)被配置为以不平衡的方式分离所述输入信号的功率以将更多功率分配给所述峰值放大器路径(406)并将更少功率分配给所述载波放大器路径(404)。

8.根据权利要求7所述的功率放大器(400)，其中，所述分离器网络(402)是以下中的一个：同相功率分配器，定向耦接器，以及混合耦接器。