The invention belongs to the technical field of wireless communication, in particular to a transformer quadrature synthetic power amplifier. The power amplifier of the present invention includes a transistor active part and the passive part of the transformer based on network synthesis; wherein, the active part of the power amplifier is linear or nonlinear, pure analog or digital type; passive network using orthogonal transformer to realize signal synthesis, impedance transformation and differential to single ended conversion. Compared with the polar power amplifier at present widely used, the invention saves the signal decomposition and amplitude and phase modulation processing module for broadband applications, do not need to achieve much higher than the signal bandwidth of passband processing ability, able to simplify the circuit complexity, realizes high efficiency, especially suitable for broadband applications. In addition, the power amplifier proposed by the invention is easy to extend to the power synthesis structure of the same N units, thereby meeting the requirements of high data rate and high output power of different broadband applications.
【技术实现步骤摘要】
变压器正交合成功率放大器
本专利技术属于无线通信
,具体涉及一种功率放大器电路。
技术介绍
无线通信技术的迅速发展极大地改变了人们的生活,目前支持3G/4G(3GPP/LTE)移动通信、无线局域网(WLAN)、无线城域网(WiMAX)等应用的智能手机和平板电脑已经成为人们日常生活的标准配置。为了满足大量用户对高清图像、视频传输的需求,这些通信标准通常采用正交频分复用(OFDM)调制方式来提高传输数据率和频谱利用率。但是,OFDM调制方式会引入高峰均比(PAPR)问题,为了保证峰值功率下的线性度,功率放大器通常工作在功率回退的状态,造成发射效率严重下降。此外,这些通信标准对最大发射功率提出了较高要求,例如,WCDMA最大发射功率为33dBm,LTE最大发射功率为23dBm,WLAN最大发射功率为22dBm。功率放大器是射频前端芯片中的关键电路模块,也是整个芯片中最消耗功耗的模块。随着CMOS工艺向深亚微米和纳米尺寸缩小,射频前端芯片已经逐步与数字基带芯片实现全集成,使得整个系统的成本显著降低。但是,受限于CMOS工艺的高衬底损耗、低电源电压、低击穿电压等问题,高效率高线性度的功率放大器集成一直是业界的研究难点,使得整个通信系统的电池寿命和封装热处理也都受到了影响。目前,国内外学术界和工业界在高效率高线性度的功率放大器方面提出了多种解决方案,例如包络消除与恢复、电源调制、负载调制、数字预失真校正技术等,但是这些研究成果大多数基于极坐标架构。极坐标架构将正交的基带信号分解为幅度和相位信息,然后再利用高效率的非线性类型的功率放大器进行重新组合,从而获得较高的 ...
【技术保护点】
一种变压器正交合成功率放大器,其特征在于,包括晶体管级有源部分和基于变压器合成的无源网络部分;其中,有源部分采用线性或非线性、纯模拟或全数字类型的功率放大器实现;无源网络部分采用变压器实现正交信号的合成、阻抗变换以及差分到单端的转换。
【技术特征摘要】
1.一种变压器正交合成功率放大器,其特征在于,包括晶体管级有源部分和基于变压器合成的无源网络部分;其中,有源部分采用线性或非线性、纯模拟或全数字类型的功率放大器实现;无源网络部分采用变压器实现正交信号的合成、阻抗变换以及差分到单端的转换。2.如权利要求1所述的功率放大器,其特征在于,功率放大器有两种正交合成方式:第一种正交合成方式,有源部分由差分正交的四条支路(110、111、112、113)组成,无源网络部分由两个变压器(210、211)和两个匹配电路元件(310、311)组成,两个匹配电路元件(310、311)接输出负载(410);其中,I路包含一对差分支路(110、111),Q路包含一对差分支路(112、113);两个变压器(210、211)的初级线圈实现差分信号的合成,次级线圈完成I/Q正交信号的合成,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;第二种正交合成方式,有源部分由差分正交的四条支路(110、112、111、113)组成,这四条支路交叉排布,无源网络部分由两个变压器(210、211)和两个匹配电路元件(310、311)组成,两个匹配电路元件(310、311)接输出负载(410);变压器的初级线圈实现I/Q正交信号的合成,次级线圈完成差...
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