具有可重构的放大器的发射器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种具有耦合器(18)、主放大器(15)和辅助放大器(16)的放大器(1)。主放大器(15)和辅助放大器(16)被提供至少从输入信号得到的信号并放大所述信号。耦合器(18)组合主放大器(15)和辅助放大器(16)的输出信号。主放大器(15)和/或辅助放大器(16)具有在运行期间可被设置的工作点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种放大器、放大器装置、发射器和发射器系统。
技术介绍
照惯例，高频功率放大器常常运行在AB模式，也就是说，基极偏置电压通过偏置配置产生，该偏置配置例如以串联的二极管的形式，即使在低电平，串联的二极管驱动用于全输出的晶体管。在AB模式中，小信号(如在A模式中)以及大信号(如在B模式中)被放大。这样的放大器以特别低的失真高效运行，但前提是，这样的放大器以接近压缩的全电平控制而运行。在具有强烈波动包络的现代数字信号的情况下，对于极少出现的信号峰值，仅仅就是这种情况。由于这些信号的平均电平控制为低，获得相对低的平均效率。在合适的尺寸设计下，可以实现具有很宽的带宽的AB放大器。另外，为了提高这样的信号的效率，已知多尔蒂(Doherty)放大器。在移动无线电技术中，尤其是在具有非恒定包络和高波峰因子(例如，COFDM信号)的调制方法的情况下，依据多尔蒂原理的高频放大器近年来日益广泛。例如，德国专利申请DE 10 2010 034 067 A1公开了这样一种多尔蒂放大器。但是，这种放大器的缺点是其仅提供很窄的带宽。在常规的发射器系统中，使用多个多尔蒂放大器。由于在每种情况下，这些放大器都实施为具有窄的带宽，这样的发射器系统提供了冗余发射器，该冗余发射器可以接任故障的发射器的功能。然而，使得该冗余发射器可以接任每一个多尔蒂发射器功能，而与其频率范围无关，该冗余发射器常规地设计为具有宽的带宽。因此，在具有三个不同多尔蒂频率的示例性发射器系统中，安装了具有至少四个不同放大器装置的发射器。这导致用于保存相应备用替换的高成本。
技术实现思路
本专利技术基于提供一种放大器、一种放大器装置、一种发射器和一种发射器系统的目的，利用所述放大器、放大器装置、发射器和发射器系统，可以实现高效且所述放大器、放大器装置、发射器和发射器系统可以在宽的频率范围中使用。另外，应该可以进行简单的、成本有利的维护。依据本专利技术，通过独立权利要求1的特征来实现放大器的目的，通过权利要求5的特征实现放大器装置的目的，通过权利要求10的特征实现发射器的目的，通过权利要求11的特征实现发射器系统的目的。有利的进一步的发展形成在后引用这些权利要求的从属权利要求的主题。在常规的多尔蒂(Doherty)放大器的情况中，主放大器和辅助放大器通过耦合器在输出端连接。在本文中，耦合器的第一输出端以电容器、电感或LC元件结束。此处的耦合器的第二输出端是功率输出端。在本文中，所述第一输出端的配置确定多尔蒂放大器的频率范围。通过对比，在常规的AB放大器的情况下，耦合器的第一输出端以负载平衡电阻器结束，例如，50Ω的负载平衡电阻器。该负载平衡电阻器以稳定方式作用。如果该耦合器的第二输出端，该放大器的实际功率输出端，匹配不正确，反射功率经过耦合器回流至主放大器和辅助放大器。然后，由于从耦合器反射的信号的相位差，主放大器和辅助放大器以非对称方式运行。两个放大器的差信号在负载平衡电阻器中被吸收，主放大器和辅助放大器之间的相互影响不会发生。因此，可避免任何对放大器的破坏。使用根据本专利技术的放大器，目标现在是：在没有物理切换的情况下，在运行期间，能够从多尔蒂模式改变成宽带模式。因此，在运行期间，耦合器的第一输出端的配置不会发生改变。优选地，在操作的情况下，终端不会发生切换。然而，只有在输出端不是最佳匹配时，才需要借助负载平衡电阻器的AB模式的放大器的终端。但是，若功率输出端被最佳匹配，耦合器的终端的配置不扮演任何角色。AB模式是这样一种操作方式，在该方式中，放大器工作在在很大程度上是线性特性的范围，但具有高的功率损耗。优选地，因此，使用根据本专利技术的耦合器的第一输出端的多尔蒂配置。这独立于多尔蒂模式或宽带模式而发生。在本文中，主放大器和/或辅助放大器提供在运行期间可调的工作点。因此，它们分别可以用于AB模式或C模式。若两个放大器被调节用于AB模式，则放大器被设置为宽带模式。但是，若其中一个放大器，优选主放大器，被调节用于C模式，则放大器被设置为多尔蒂模式。在多尔蒂模式，放大器提供窄的带宽，但是效率很高。在宽带模式，放大器提供很宽的带宽，但是效率相对较低。C模式是以下这样的操作方式：放大器在不再是线性特性的范围内工作、但具有低功率损耗。根据本专利技术的放大器装置优选包含上述的第一放大器和上述的第二放大器、以及用于对各放大器的主放大器和/或辅助放大器的工作点独立调节的控制装置。在本文中，放大器在多尔蒂模式或宽带模式的每一情况下独立于彼此操作。因此，若放大器装置的其中一个放大器故障，其可以由任意多尔蒂频率范围的放大器替换。若该频率范围与放大器装置的频率范围一致，新引入的放大器运行在多尔蒂模式。若频率不一致，则其运行在宽带模式。在本文中，控制装置优选检测放大器装置的每一个放大器的频率范围或将其从内存中读出，该内存优选为各放大器的一部分。因此这确保只有在频率范围一致时每一放大器工作在多尔蒂模式。可替选地，控制装置优选被实施用于向所有放大器传送放大器装置的所需的频率范围。则放大器被实施用于：在所需的频率范围对应于所述放大器的频率范围时，工作在多尔蒂模式，以及在不是这种情况时工作在宽带模式。另外，放大器装置优选包括反射检测器和衰减元件。在本文中，反射检测器被实施用于检测放大器装置的输出端处的反射。在优选方式中，其因此提供定向耦合器，该定向耦合器仅重新路由在信号输出端反射的信号。然后，衰减元件被实施用于调节取决于通过反射检测器检测到的反射的衰减因子。这确保了放大器装置的部件不被过强的反射破坏。这通过在检测到高反射时增加衰减因子来实现。特别优选地，放大器装置还包括相位调节元件，相位调节元件被实施用于，在调节至少一个放大器的主放大器和/或辅助放大器的工作点的情况下，补偿相位跳变。以该方式，可以避免工作点改变的情况下不期望的相位跳变。根据本专利技术的发射器优选包含至少一个上述的第一放大器装置和一个第二放大器装置。在本文中，发射器提供所需的频率范围。发射器的放大器装置的所有放大器在发射器所需的频率范围内工作在多尔蒂模式或工作在宽带模式。因此，放大器装置的各放大器在其频率范围对应于发射器的所需的频率范围时，优选地工作在多尔蒂模式。若这些放大器的频率范围不对应于所需的频率范围，或出于任意原因，所需频率范围的信号传输不成功，这些放大器优选工作在宽带模式。在本文中，这些放大器优选从发射器控制接收所需的频率范围或获得从相应的放大器装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器(1，1a，1b，1c，1d)，具有耦合器(18)、主放大器(15)和辅助放大器(16)，其中，所述主放大器(15)和所述辅助放大器(16)被供应从输入信号得到的信号并将所述信号放大，且其中，所述耦合器(18)将所述主放大器(15)的输出信号和所述辅助放大器(16)的输出信号组合，其特征在于，所述主放大器(15)和/或所述辅助放大器(16)包括在运行期间能够调节的工作点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.24 DE 102012219430.41.一种放大器(1，1a，1b，1c，1d)，具有耦合器(18)、主放大器(15)
和辅助放大器(16)，其中，所述主放大器(15)和所述辅助放大器(16)被供
应从输入信号得到的信号并将所述信号放大，且其中，所述耦合器(18)将所
述主放大器(15)的输出信号和所述辅助放大器(16)的输出信号组合，其特
征在于，
所述主放大器(15)和/或所述辅助放大器(16)包括在运行期间能够调节
的工作点。
2.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于，
所述主放大器(15)和/或所述辅助放大器(16)包括用于AB模式或C模
式的运行期间能够调节的工作点，以及
对所述主放大器(15)和/或所述辅助放大器(16)的所述工作点的调节允
许所述放大器(1，1a，1b，1c，1d)在宽带模式和多尔蒂模式之间切换。
3.根据权利要求1或2所述的放大器，其特征在于，
所述耦合器(18)的第一输出端(19)以不使用、优选地非可切换的终端
(2)结束，
所述终端(2)提供至少一个电感(21)和/或至少一个电容器(22，24)或
LC元件，以及
所述放大器(1a，1b，1c，1d)的输出信号能够在所述耦合器(18)的第二
输出端(20)处获得。
4.根据权利要求3所述的放大器，其特征在于，
通过对所述终端(2)的部件(21，22，24)定尺寸，在多尔蒂模式，所述
放大器(1，1a，1b，1c，1d)的频率范围(30，30a，30b，30c，B1，B2，B3)
是能够调节的，以及
在宽带模式，所述放大器(1，1a，1b，1c，1d)的频率范围(30，30a，30b，
30c，B1，B2，B3)在很大程度上独立于所述终端(2)的所述部件(21，22，

\t24)的所述定尺寸。
5.一种放大器装置，其特征在于，
至少一个根据权利要求1-4中任一项所述的第一放大器(1，1a，1b，1c，
1d)，根据权利要求1-4中任一项所述的第二放大器(1，1a，1b，1c，1d)以及
用于所述放大器(1，1a，1b，1c，1d)的所述主放大器(15)和/或所述辅助放
大器(16)的所述工作点的独立调节的控制装置(56)，
其中，所述放大器(1，1a，1b，1c，1d)能够在所述多尔蒂模式或所述宽
带模式的每一情况下独立于彼此操作。
6.根据权利要求5所述的放大器装置，其特征在于，
所述控制装置(56)被实施为用于检测或者从作为相应的所述放大器(1，
1a，1b，1c，1d)的一部分的内存读出所述放大器装置(60，61a，61b，61c，
61d，62a，62b，62c，62d，63a，63b，63c，63d，64a，64b，64c，64d)的每
一放大器(1，1a，1b，1c，1d)的频率范围(30，30a，30b，30c，B1，B2，
B3)，以调节所述频率范围(30，30a，30b，30c，B1，B2，B3)对应于所述放
大器装置(60，61a，61b，61c，61d，62a，62b，62c，62d，63a，63b，63c，
63d，64a，64b，64c，64d)的所需的频率范围(30，30a，30b，30c，B1，B2，
B3)的每一放大器(1，1a，1b，1c，1d)的所述工作点，使得所述放大器(1，
1a，1b，1c，1d)运行在所述多尔蒂模式，以及
以调节所述频率范围(30，30a，30b，30c，B1，B2，B3)不对应于所述放
大器装置(60，61a，61b，61c，61d，62a，62b，62c，62d，63a，63b，63c，
63d，64a，64b，64c，64d)的所需的频率范围的每一放大器(1，1a，1b，1c，
1d)的所述工作点，使得所述放大器(1，1a，1b，1c，1d)运行在所述宽带模
式。
7.根据权利要求5所述的放大器装置，其特征在于，
所述控制装置(56)被实施为用于向所有的放大器(1，1a，1b，1c，1d)
传送所述放大器装置的所需的频率范围(30，30a，30b，30c，B1，B2，B3)，
以及
所述放大器(1，1a，1b，1c，1d)被实施为用于在所述所需的频率范围(30，
30a，30b，30c，B1，B2，B3)对应于所述放大器的频率范围(30，30a，30b，
30c，B1，B2，B3)时运行在所述多尔蒂模式，以及在所述所需的频率范围(30，
30a，30b，30c，B1，B2，B3)不对应于所述放大器的频率范围(30，30a，30b，
30c，B1，B2，B3)时运行在所述宽带模式。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的放大器装置，其特征在于，
所述放大器装置(60，61a，61b，61c，61d，62a，62b，62c，62d，63a，
63b，63c，63d，64a，64b，64c，64d)还包括反射检测器(50)和衰减元件(43)，
其中，所述反射检测器(50)被实施为用于检测所述放大器装置(60，61a，
61b，61c，61d，62a，62b，62c，62d，63a，63b，63c，63d，64a，64b，64c...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德·卡埃斯，塞巴斯蒂安·斯坦普弗勒，
申请(专利权)人：罗德施瓦兹两合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE