具有可调谐匹配网络的极化发射器制造技术

一种极化发射器(100)包括：幅度路径，包括幅度信号(106)，所述幅度信号(106)对应于同相输入信号(I，102)和正交输入信号(Q，104)的矢量和的幅度；相位路径，包括用于对相位信号(108)进行相位调制的相位调制器(107)，所述相位信号(108)对应于所述同相输入信号(I，102)和所述正交输入信号(Q，104)的所述矢量和的相位；数字功率放大器(digital power amplifier，DPA)(109)，用于基于所述幅度信号(106)放大所述相位调制(phase‑modulated，PM)输入信号(112)；可调谐匹配网络(111)，耦合到所述DPA(109)的输出并且用于调整所述DPA(109)的负载阻抗；以及控制器(103)，用于基于参照从所述PM(112)和幅度(106)信号获得的幅度和频率信息检索查找表，调整所述匹配网络(111)，其中所述查找表指示幅度和频率信息的特定组合下所述匹配网络(111)的多个最优操作模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可调谐匹配网络的极化发射器
技术介绍
宽带功率放大器(poweramplifier，PA)是宽带发射器(transmitter，TX)中的关键部件。当前，许多宽带PA设计方案均被投入使用，例如分布式放大器、平衡放大器、高阶输出匹配放大器以及可调谐放大器。用于具有低品质因数的级间/输出级匹配和可调谐匹配网络的多个电感器均以牺牲这些PA的功率效率为代价。即使使用诸如双模匹配网络或甚至使用多模匹配网络之类的输出匹配网络，可用PA设计的回退效率也很差。因而需要为具有高回退效率的宽带功率放大器或TX提供一种设计概念。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于宽带功率放大器或TX的方法，所述宽带功率放大器或TX具有改进的饱和及回退功率效率并且尺寸紧凑，可以在多个通信标准中应用。该目的通过独立权利要求的特征来实现。更多实施形式从附属权利要求、具体描述和附图中显而易见。本专利技术中描述的基本概念涉及具有多模动态匹配(dynamic-matching，DM)网络的数字极化TX的新型前馈架构，用于增强宽带的饱和及回退效率。对操作模式进行训练以在各种幅度控制字(amplitudecontrolword，ACW)和RF频率下获取优化的匹配模式。与具有固定匹配网络的TX相比，具有DM网络的TX的带宽相较于不具有DM网络的TX得以扩展，并且饱和及回退功率水平下的功率效率也得以提高。为了详细描述本专利技术，将使用以下术语、缩略语和符号：PA：功率放大器DPA：数字功率放大器RF：射频TX：发射器DM：动态匹配A：幅度ACW：幅度控制字LO：本地振荡器IF：中频DCO：数控振荡器PM：相位调制RF信号是极化发射器中相位调制器输出的射频(radiofrequency，RF)，其与传统模拟发射器中中频(intermediatefrequency，IF)信号或基带信号上变频之后的射频相同。I和Q是同相和正交相位信号。LO频率是RF信号的中心频率。信道频率由通信标准中的子载波(子信道的中心频率)确定。例如，在IEEE802.11g中，有52个子信道。LO跟踪信道频率。LO跟踪所需信道频率。LO由压控振荡器(voltagecontrolledoscillator，VCO)或数控振荡器(digitalcontrolledoscillator，DCO)实现。ACW指幅度(amplitude，A)的数字码；ACW对于实施示例而言更为具体。根据第一方面，本专利技术涉及一种极化发射器，包括：幅度路径，包括幅度信号，所述幅度信号对应于同相输入信号I和正交输入信号Q的矢量和的幅度；相位路径，包括用于对相位信号进行相位调制的相位调制器，所述相位信号对应于输入信号I和Q的所述矢量和的相位；数字功率放大器(digitalpoweramplifier，DPA)，用于基于所述幅度信号放大所述相位调制(phase-modulated，PM)输入信号；可调谐匹配网络，耦合到所述DPA的输出并且用于调整所述DPA的负载阻抗；以及控制器，用于基于参照从所述相位调制(phase-modulated，PM)信号和所述幅度信号获得的幅度和频率信息检索查找表，调整所述匹配网络，其中所述查找表指示幅度和频率信息的特定组合下所述匹配网络的多个最优操作模式。这种极化发射器可以用作宽带发射器(transmitter，TX)系统中的关键部件。极化发射器提供优异的饱和及回退功率效率并且尺寸紧凑。根据所述第一方面，在所述极化发射器的第一可能实施形式中，所述幅度信息包括所述幅度路径的幅度控制字(amplitudecontrolword，ACW)，用于驱动所述DPA的输入，其中所述ACW从所述幅度信号中获得。这提供了如下优势：所述极化发射器实施缓解线性问题的极化调制方案。功率放大器的PM信号可以只在相位上有所不同。极化发射器的输出功率由ACW控制开启的PA单元的数量确定。对于模拟极化发射器，通过改变或调制功率放大器的供电电压来直接控制功率放大器的增益从而实现幅度调制。这些极化调制系统允许使用高度非线性功率放大器架构，例如D类、E类和F类等。根据如上所述第一方面或者根据所述第一方面的所述第一实施形式，在所述极化发射器的第二可能实施形式中，所述频率信息包括所述相位路径中的所述PM信号的信道频率。根据如上所述第一方面或者根据所述第一方面的任意前述实施形式，在所述极化发射器的第三可能实施形式中，所述控制器用于基于动态匹配(dynamicmatching，DM)信号路径中的前馈控制调整所述匹配网络。这提供了如下优势：可初始加载前馈控制模式，以便通过初始操作模式获取所述查找表。在简短的初始化操作后，所述极化发射器已经通过所述初始操作模式对所述查找表进行初始化，并且初始匹配网络可用。根据如上所述第一方面或者根据所述第一方面的任意前述实施形式，在所述极化发射器的第四可能实施形式中，所述控制器用于通过所述匹配网络的多个操作模式在初始化操作期间启动所述查找表，每个操作模式与ACW和信道频率的特定组合有关。这提供了如下优势：所述极化发射器可以在大量与幅度和频率有关的操作模式下调整最优匹配网络。根据如上所述第一方面或者根据所述第一方面的任意前述实施形式，在所述极化发射器的第五可能实施形式中，所述控制器用于基于应用于所述DPA的训练信号与所述匹配网络的输出处的输出信号的关系在训练操作期间更新所述查找表。这提供了如下优势：所述极化发射器可以从所述训练信号产生的不同信号特征中获知如何最优地调整其匹配网络。根据所述第一方面的所述第五实施形式，在所述极化发射器的第六可能实施形式中，所述控制器用于基于与所述极化发射器的饱和功率效率和回退功率效率中的至少一个有关的优化准则并依据所述训练信号和所述输出信号更新所述查找表。这提供了如下优势：所述极化发射器提供了优异的饱和及回退功率效率。根据如上所述第一方面或者根据所述第一方面的任意前述实施形式，在所述极化发射器的第七可能实施形式中，所述匹配网络包括多个可由所述控制器控制开关的开关电容。这提供了如下优势：所述动态匹配网络可以通过使用电容且不使用额外的电感进行调整，这对CMOS实施是有利的。因此，芯片布局非常紧凑。根据所述第一方面的所述第七实施形式，在所述极化发射器的第八可能实施形式中，所述多个开关电容通过可由所述控制器调整的数字比特控制。这提供了如下优势：所述控制器可以有效地控制所述DM网络的操作模式。根据所述第一方面的所述第七或第八实施形式，在所述极化发射器的第九可能实施形式中，所述匹配网络的每个操作模式对应于所述开关电容的特定设置。这提供了如下优势：所述控制器可以轻松地切换所述DM网络的不同操作模式，从而迅速加载所述查找表。根据所述第一方面的所述第七至第九实施形式中的任意实施形式，在所述极化发射器的第十可能实施形式中，所述匹配网络包括变压器，所述多个开关电容的第一子集搭接并嵌入在所述变压器的次级绕组之上充当所述变压器的负载。这提供了如下优势：所述控制器可以通过调整开关电容第一子集轻松改变所述次级绕组的特征和所述变压器的负载。根据所述第一方面的所述第十实施形式，在所述极化发射器的第十一可能实施形式中，所述多个开关电容的第二子集位于所述变压器的初级绕组端口处。这提供了如下优势：所述控制器可以通过调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极化发射器，其特征在于，包括：幅度路径，包括幅度信号，所述幅度信号对应于同相输入信号和正交相位输入信号的矢量和的幅度；相位路径，包括用于对相位信号进行相位调制的相位调制器，所述相位信号对应于同相输入信号和正交相位输入信号的所述矢量和的相位；数字功率放大器(digital power amplifier，DPA)，用于基于所述幅度信号放大所述相位调制(phase‑modulated，PM)信号；可调谐匹配网络，耦合到所述DPA的输出并且用于调整所述DPA的负载阻抗；以及控制器，用于基于参照从所述相位调制(phase‑modulated，PM)信号和所述幅度信号获得的幅度和频率信息检索查找表，调整所述匹配网络，其中所述查找表指示幅度和频率信息的特定组合下所述匹配网络的多个最优操作模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 EP 15200144.21.一种极化发射器，其特征在于，包括：幅度路径，包括幅度信号，所述幅度信号对应于同相输入信号和正交相位输入信号的矢量和的幅度；相位路径，包括用于对相位信号进行相位调制的相位调制器，所述相位信号对应于同相输入信号和正交相位输入信号的所述矢量和的相位；数字功率放大器(digitalpoweramplifier，DPA)，用于基于所述幅度信号放大所述相位调制(phase-modulated，PM)信号；可调谐匹配网络，耦合到所述DPA的输出并且用于调整所述DPA的负载阻抗；以及控制器，用于基于参照从所述相位调制(phase-modulated，PM)信号和所述幅度信号获得的幅度和频率信息检索查找表，调整所述匹配网络，其中所述查找表指示幅度和频率信息的特定组合下所述匹配网络的多个最优操作模式。2.根据权利要求1所述的极化发射器，其特征在于：所述幅度信息包括所述幅度路径的幅度控制字(amplitudecontrolword，ACW)，用于驱动所述DPA的输入，其中所述ACW从所述幅度信号中获得。3.根据权利要求1或2所述的极化发射器，其特征在于：所述频率信息包括所述相位路径中的所述PM信号的信道频率。4.根据前述权利要求之一所述的极化发射器，其特征在于：所述控制器用于基于动态匹配(dynamicmatching，DM)信号路径中的前馈控制调整所述匹配网络。5.根据前述权利要求之一所述的极化发射器，其特征在于：所述控制器用于通过所述匹配网络的多个操作模式在初始化操作期间启动所述查找表，每个操作模式与ACW和信道频率的特定组合有关。6.根据前述权利要求之一所述的极化发射器，其特征在于：所述控制器用于基于应用于所述DPA的训练信号与所述匹配网络的输出处的输出信号的关系在训练操作期...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗讯，梁建，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44