复合功率放大器制造技术

公开一种用于将输入信号放大成输出信号的复合功率放大器（100）。该复合功率放大器（100）包括用于接收输入信号的输入端口（170）和用于提供输出信号的输出端口（180）。此外，该复合功率放大器（100）包括含有至少两个子放大器（111，112）的子放大器的第一集合（110），其中所述至少两个子放大器（111，112）沿第一传送线（151）的锥形线布置，其中第一传送线（151）连接到子放大器的第一集合（110）和输出端口（180）。另外，该复合功率放大器（100）包括含有至少两个子放大器（121，122）的子放大器的第二集合（120），其中所述至少两个子放大器（121，122）沿第二传送线（152）的锥形线布置，其中第二传送线（152）连接到子放大器的第二集合（120）和输出端口（180）。

Composite power amplifier

A composite power amplifier (100) is disclosed for amplifying an input signal into an output signal. The composite power amplifier (100) includes an input port (170) for receiving an input signal and an output port (180) for providing an output signal. In addition, the composite power amplifier (100) comprising at least two sub amplifier (111112) the first set of sub amplifier (110), wherein the at least two sub amplifier (111112) along a first transmission line (151) tapered line arrangement, wherein the first transmission line (151) connected to the first set of sub amplifier (110) and an output port (180). In addition, the composite power amplifier (100) comprising at least two sub sub amplifier (121122) amplifier second sets (120), wherein the at least two sub amplifier (121122) along the second transmission line (152) tapered lines, of which second transmission line (152) connected to the sub amplifier second set (120) and an output port (180).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合功率放大器
本文中的实施例涉及用于诸如电信系统的无线通信系统的复合功率放大器。具体来说，公开一种用于将输入信号放大成输出信号的复合功率放大器。此外，公开包括复合功率放大器的无线电网络节点和包括复合功率放大器的用户设备。
技术介绍
在通信系统中，例如在蜂窝无线电网络的无线电基站和蜂窝电话中，广泛地使用功率放大器。在这类蜂窝无线电网络中，功率放大器通常放大高频率的信号以便提供无线电传送信号。在设计功率放大器中的考虑是其的效率。高效率一般是值得期望的，以便减少作为热量耗散的功率量。此外，在许多应用中，诸如在卫星或蜂窝电话中，可用的功率量可能会因为由包含在例如卫星中的电池供电而受到限制。在功率放大器的效率中的增加将允许在电池充电之间的操作时间的增加。诸如类别B、AB、F的常规功率放大器（PA）具有固定的射频（RF）负载电阻和固定的直流（DC）电压供应。类别B或ABPA的RF输出电流具有与包括半波整流正弦电流脉冲的脉冲列的形式类似的形式。DC电流以及因此的DC功率在很大程度上与RF输出电流振幅成比例。但是，输出功率与RF输出电流的平方成比例。因此，常规功率放大器的效率（即，输出功率除以DC功率）也与RF输出电流振幅成比例。当放大与最大要求的输出信号振幅相比平均具有低输出信号振幅或功率的信号时，平均效率必然是低的。已知的RF功率放大器包括Doherty和Chireix型功率放大器二者，即，改进的B类射频放大器。对于具有高峰值-对-平均值之比（PAR）的振幅调制信号，这些种类的RFPA一般比上文描述的常规放大器更有效，因为它们具有来自包含在PA中的晶体管的输出电流的较低的平均和。减小的平均输出电流意味着高平均效率。在这个上下文中，术语“复合功率放大器”是指可在一种或多种模式（诸如纯的或失谐的Doherty、Chireix、组合的Doherty/Chireix或组合的Chireix/Doherty模式等）中操作的功率放大器。通过利用两个晶体管来获得减小的平均输出电流，其中所述两个晶体管通过耦合到负载的无功输出网络来影响彼此的输出电压和电流。通过用正确的振幅和相位驱动组成晶体管，RF输出电流的和在操作范围（除了操作范围的最大值）内的所有输入信号级别处得以减小。并且，对于这些功率放大器，在一个或两个晶体管输出处的RF电压得以增加。一般来说，能够在所谓的退避操作中驱动RF功率放大器。这意味着，功率放大器在它的最大输出功率之下按照一定的级别（例如表示为分贝数（dB））被操作。退避操作也可指瞬时输出功率相对较低。宽带Doherty放大器是备受关注的对象，并且已经尝试了许多方案。例如，利用具有与负载相同的阻抗的四分之一波长传送线导致转变点处的宽带效率，正如在D.Gustafsson等人所作的题为“Theoryanddesignofanovelwidebandandreconfigurablehighaverageefficiencyamplifier”（Proc.IMS2012）的论文中所公开的那样。在标准Doherty放大器中，转变点在最大输出电压的一半处。在由本申请者提交的专利申请WO2003/061115中，公开一种具有100%相对带宽（即具有3:1的高带边对低带边之比）的宽带放大器。这种放大器的中心模式是宽带Doherty模式。该公开的宽带放大器包括两级高效率放大器，其具有对电路变化的增加的鲁棒性以及具有根本上增加的高效率带宽。在专利申请WO2003/061115或PCT/SE2013/051217中公开的宽带多级放大器在不同频率带中具有不同的操作模式，这导致了使输入驱动电路复杂化的缺点。WO2003/061115中的放大器的中心Doherty模式能够多达约60%宽带，但是转变点处的输出信号振幅则在带宽内相当大地变化。如例如在上文提到的由Gustafsson等人所作的论文中公开的具有与负载带有相同的阻抗的四分之一波长线的Doherty放大器所具有的缺点是，对于所述两个子放大器中的每个子放大器要求不同的供给电压。在对于两个子放大器使用相同技术的情况下，这导致过大且未充分使用的主晶体管。通过牺牲最大功率处的宽带晶体管利用率和效率来获得转变点处的宽带效率，这减少了高平均效率的带宽并增加了晶体管成本。利用如例如在由M.NaseriAliAbadi等人所作的题为“AnExtendedBandwidthDohertyPowerAmplifierusingaNovelOutputCombiner”（Proc.IMS2014）的论文中所公开的LC-谐振器或在输出节点处利用谐振存根（stub）具有的缺点是，降低在满功率时的满功率带宽和效率带宽。在由Piazzon等人所作的题为“AmethodforDesigningBroadbandDohertyPowerAmplifiers”（ProgressinElectromagneticsResearch,Vol.145,pp319-331,2014）的论文中，或在由RGiofrè等人所作的题为“ADistributedMatching/CombiningNetworkSuitabletoDesignDohertyPowerAmplifiersCoveringMoreThananOctaveBandwidth”（Proc.IMS2014）的论文中，公开了涉及使用多区段分支线耦合器的另一种技术。这种技术不仅在转变点处而且在满功率时具有在效率带宽中的限制，并且还在满功率时具有在功率带宽中的限制。
技术实现思路
目的是提供克服或至少缓解上文提到的问题中的至少一个问题的上文所提到的种类的复合功率放大器，诸如Doherty放大器。根据一方面，通过一种用于将输入信号放大成输出信号的复合功率放大器来实现该目的。该复合功率放大器包括用于接收输入信号的输入端口和用于提供输出信号的输出端口。此外，该复合功率放大器包括含有至少两个子放大器的子放大器的第一集合。所述至少两个子放大器沿第一传送线的锥形线布置。第一传送线连接到子放大器的第一集合和输出端口。此外，该复合功率放大器包括含有至少两个子放大器的子放大器的第二集合。所述至少两个子放大器沿第二传送线的锥形线布置。第二传送线连接到子放大器的第二集合和输出端口。根据另一个其它方面，通过一种包括该复合功率放大器的无线电网络节点来实现该目的。根据进一步的方面，通过一种包括该复合功率放大器的用户设备来实现该目的。根据本文中的实施例，子放大器的第一和第二集合包括所述至少两个子放大器。这至少两个子放大器沿相应的锥形传送线布置，以便提供输入信号的时间延迟版本的同相组合。由于第一和第二锥形传送线，可针对任何复合功率放大器增加高效率的退避。利用本文中的实施例，可在任何相对带宽或数量的带上采用具有高效率的宽振幅范围来构建复合功率放大器。效率和带宽可独立于彼此被调谐（例如，优化）。根据本文中的实施例的复合功率放大器可设计成在单个宽带模式中以均匀的驱动信号操作，并且在跨复合功率放大器的操作频率范围具有接近于恒定的参数，诸如转变点振幅、输出相位、效率。利用子放大器集合的某些特性，进行任意数量的转变点的级联是可能的。本文中的各种实施例包括四分之一波、不等长且连续的锥形传送线。此外，实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将输入信号放大成输出信号的复合功率放大器（100），其中所述复合功率放大器（100）包括：输入端口（170），用于接收所述输入信号，输出端口（180），用于提供所述输出信号，子放大器的第一集合（110），其包括至少两个子放大器（111，112），其中所述至少两个子放大器（111，112）沿第一传送线（151）的锥形线布置，其中所述第一传送线（151）连接到子放大器的所述第一集合（110）和所述输出端口（180），子放大器的第二集合（120），其包括至少两个子放大器（121，122），其中所述至少两个子放大器（121，122）沿第二传送线（152）的锥形线布置，其中所述第二传送线（152）连接到子放大器的所述第二集合（120）和所述输出端口（180）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将输入信号放大成输出信号的复合功率放大器（100），其中所述复合功率放大器（100）包括：输入端口（170），用于接收所述输入信号，输出端口（180），用于提供所述输出信号，子放大器的第一集合（110），其包括至少两个子放大器（111，112），其中所述至少两个子放大器（111，112）沿第一传送线（151）的锥形线布置，其中所述第一传送线（151）连接到子放大器的所述第一集合（110）和所述输出端口（180），子放大器的第二集合（120），其包括至少两个子放大器（121，122），其中所述至少两个子放大器（121，122）沿第二传送线（152）的锥形线布置，其中所述第二传送线（152）连接到子放大器的所述第二集合（120）和所述输出端口（180）。2.根据权利要求1所述的复合功率放大器（100），其中用与所述输入信号的振幅有关的第一转变点配置所述复合功率放大器（100）。3.根据权利要求2所述的复合功率放大器（100），其中所述复合功率放大器（100）配置成在所述第一转变点之下只操作子放大器的所述第一集合（110）。4.根据权利要求2所述的复合功率放大器（100），其中所述复合功率放大器（100）包括：子放大器的第三集合（130），其中第三传送线（153）连接到子放大器的所述第三集合（130）和所述输出端口（180），其中所述复合功率放大器（100）配置成在所述第一转变点之下只操作子放大器的所述第三集合（130）。5.根据权利要求4所述的复合功率放大器（100），其中用与所述输入信号的振幅有关的第二转变点配置所述复合功率放大器（100），其中所述复合功率放大器（100）配置成：从所述第一转变点到所述第二转变点，只操作子放大器的所述第一和第三集合（110，130）；以及在所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：R赫尔伯格，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE