[发明专利]回退效率增强的变压器并联合成功率放大器

权利要求书

1.一种回退效率增强的变压器并联合成功率放大器，其特征在于，由晶体管级有源部分和基于变压器并联合成的无源网络部分组成；其中，有源部分采用电压模的纯模拟、数模混合或全数字类型的功率放大器实现；无源部分采用变压器并联合成器完成功率合成、负载阻抗调制以及差分到单端的转换；其中：

有源部分包含三个完全相同的差分PA以及一个可以实现从差分到单端工作的差分PA1（110），三个差分PA分别记为PA2（111）、PA3（112）、PA4（113）；无源网络部分由变压器并联合成器（210）和匹配电路元件（211）组成，匹配电路元件（211）接输出负载（310）；其中，变压器并联合成器（210）包含第一初级线圈（1）、第二初级线圈（2）、第三初级线圈（3）、第四初级线圈（4）和次级线圈，第一初级线圈（1）、第二初级线圈（2）、第三初级线圈（3）和第四初级线圈（4）均并联耦合到次级线圈，四个初级线圈与次级线圈的匝数比取决于功率放大器的最优阻抗； PA1（110）的正端输出与PA4（113）的负端输出通过第一初级线圈（1）相连接， PA4（113）的正端输出与PA2（111）的负端输出通过第二初级线圈（2）相连接，PA2（111）的正端输出与PA3（112）的负端输出通过第三初级线圈（3）相连，PA3（112）的正端输出与PA1（110）的负端输出通过第四初级线圈（4）相连接最终在次级线圈处完成功率合成，并通过匹配电路元件（211）传递给输出负载（310）。

2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，具有四个效率峰值点，分别位于峰值功率、6dB功率回退、12dB功率回退和18dB功率回退处：当处于峰值功率时，PA1（110）、PA2（111）、PA3（112）和PA4（113）均完全开启且处于满摆幅状态，此时PA1（110）、PA2（111）、PA3（112）和PA4（113）的负载阻抗相同；当处于6dB回退功率时，PA1（110）和PA2（111）完全开启，PA3（112）和PA4（113）完全关闭且输出端处于高阻态，并通过差分端的开关SW3和SW4导通，此时PA1（110）和PA2（111）的负载阻抗增大为其峰值功率时的2倍，输出电流减小为峰值功率时的1/2，从而产生一个额外的6dB回退效率峰值点；当处于12dB回退功率时，PA1（110）完全开启，PA2（111）、PA3（112）和PA4（113）完全关闭且输出端处于高阻态，并通过差分端的开关SW2、SW3和SW4导通，此时PA1（110）的负载阻抗增大为其峰值功率时的4倍，输出电流减小为峰值功率时的1/4，从而产生一个额外的12dB回退效率峰值点；当处于18dB回退功率时，PA1（110）的差分正端支路完全开启而负端支路连接到地，PA2（111）、PA3（112）和PA4（113）完全关闭且输出端处于高阻态，并通过差分端的开关SW2、SW3和SW4导通，此时PA1（110）的负载阻抗增大为其峰值功率时的8倍，输出电流减小为峰值功率时的1/8从而产生一个额外的18dB回退效率峰值点。

3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，为对称形式：第一初级线圈（1）、第二初级线圈（2）、第三初级线圈（3）和第四初级线圈（4）具有对称性，PA1（110）、PA2（111）、PA3（112）和PA4（113）放置于变压器并联合成器的四个对称角落，使得第一初级线圈（1）、第二初级线圈（2）、第三初级线圈（3）和第四初级线圈（4）电流方向同相，用以增强电磁，提高功率合成器的初级线圈品质因子，降低损耗。