[发明专利]使用有源偏置的高效线性功率放大器及其实现方法

权利要求书

1.一种具有有源偏置的功率放大器，其特征在于包括：

一个与一RF输入信号耦合的功率分离器，用于根据所述RF输入信号产生一同相信号和一正交信号；

一个载波放大器，用于放大来自所述功率分离器的所述同相信号；

一个峰值放大器，用于放大来自所述功率分离器的所述正交信号；

一个与所述载波放大器的输出和所述峰值放大器的输出耦合的合并器，所述合并器用于以附加相位合并所述载波放大器的输出和所述峰值放大器的输出；和

一个与所述载波放大器和所述峰值放大器二者耦合的有源偏置电路，所述有源偏置电路根据所述RF输入信号变化确定最佳的偏置条件和实现最大的RF输出功率，以及所述载波放大器和所述峰值放大器的最大转换效率。

2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于所述载波放大器被偏置以便以低功率电平提供对所述RF输入信号的放大，以及所述峰值放大器被偏置以便当所述RF输入信号处于较高功率电平时开始放大。

3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于所述有源偏置电路包括：

一个第一运算放大器，用于根据所述RF输入信号中变化的结果检测所述载波放大器的载波放大器偏置输入，所述第一运算放大器还将所述载波放大器偏置输入与第一偏置电源电压比较并产生一参考电压；和

一个第二运算放大器，用于再次将来自所述第一运算放大器的所述参考电压与一第二偏置电源电压比较并产生一峰值放大器偏置输入，以控制所述峰值放大器。

4.根据权利要求3所述的功率放大器，其特征在于当所述RF输入信号变化时，所述峰值放大器偏置输入也改变所述峰值放大器的放大的开始。

5.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于所述有源偏置电路包括：

一个用于根据由所述RF输入信号的增加导致的负电荷增加的结果检测所述载波放大器的饱和和夹断状态的装置；

一个用于首次将所述负电荷增加与一第一偏置电源电压比较以产生一参考电压的装置；

用于再次将所述参考电压与一第二偏置电源电压比较以产生一峰值放大器偏置输入的装置；

用于改变所述峰值放大器的放大开始的装置。

6.一种使用包括有源偏置的功率放大器放大RF输入信号的方法，用于当所述RF输入信号在信号电平方面变化时改进效率，所述方法的特征在于包括下列步骤：

将所述RF输入信号分离成一同相信号和一正交信号；

使用一载波放大器首次放大所述同相信号以产生一第一放大信号；

改变与所述RF输入信号有关的载波放大器偏置输入；

利用与所述载波放大器偏置输入有关的一峰值放大器偏置输入偏置一峰值放大器；

当所述正交信号压倒所述峰值放大器偏置输入时，再次放大所述正交信号以产生一第二放大信号；和

同相合并所述第一放大信号与第二放大信号，以产生一输出信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的偏置步骤包括以下步骤：

根据由所述RF输入信号的增加导致的负电荷增加的结果检测所述载波放大器的饱和和夹断状态；

首次将所述负电荷增加与一第一偏置电源电压比较以产生一参考电压；

再次将所述参考电压与一第二偏置电源电压比较以产生一峰值放大器偏置输入；和

相对于所述峰值放大器偏置输入改变所述峰值放大器的放大开始。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述的分离步骤包括以下步骤：

将所述RF输入信号分离成一同相信号和一第二信号；和

将所述第二信号相移成一正交相位信号。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述的合并步骤包括以下步骤：

相移所述第一放大信号以形成一被相移的第一放大信号；和

将所述被相移的第一放大信号与所述第二放大信号合并，以形成一输出信号。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述RF输入信号是一多载波信号。