负载调制放大器制造技术

公开一种负载调制放大器。所述负载调制放大器包括：载波放大器，所述载波放大器用于在射频信号的输入功率低于预定功率阈值时放大所述射频信号；以及峰值放大器，所述峰值放大器与所述载波放大器并联耦合，用于在所述无线电信号的输入功率高于所述预定功率阈值时放大所述射频信号。所述负载调制放大器还包括输出正交耦合器，所述输出正交耦合器被配置以组合来自所述载波放大器和所述峰值放大器两者的功率以用于通过输出负载端子输出。所述峰值放大器的输出阻抗随所述输出负载端子处输出功率的增大而单调地增大。

Load Modulation Amplifier

【技术实现步骤摘要】
负载调制放大器相关申请本申请涉及2016年11月1日签发的题为“RECONFIGURABLELOADMODULATIONAMPLIFIER”的美国专利号9,484,865；2016年9月28日提交的题为“RECONFIGURABLELOADMODULATIONAMPLIFIER”的美国专利申请序列号15/278,450；以及2016年9月28日提交的题为“RECONFIGURABLELOADMODULATIONAMPLIFIER”的美国专利申请序列号15/278,270，上述各项的公开内容特此通过引用的方式整体并入本文。
本公开涉及放大器，并且具体地涉及具有并联耦合的载波放大器和峰值放大器的负载调制放大器。
技术介绍
传统的多尔蒂功率放大器已经用来在宽功率范围内提高高功率回退效率。然而，当频率增大时，由于放大器装置寄生电容和电感，多尔蒂功率放大器性能会整体降低。在约15GHz下，多尔蒂功率放大器的回退效率开始随着频率线性地衰减。因此，关于在包括28GHz、38GHz和60GHz的第五代(5G)无线网络毫米波频率下维持期望的输出回退效率，仍然存在挑战。此外，采用相控阵列应用的5G无线网络受成本、复杂性和输出功率线性度的限制。另外，数字预失真技术并不是在毫米波频率下的非线性多尔蒂操作的期望解决方案。因此，仍然存在对负载调制功率放大器的需要，所述负载调制功率放大器提供输出功率回退效率和线性操作两者而不会出现数字预失真，以便在5G无线网络毫米波频率下操作。
技术实现思路
公开一种负载调制放大器。所述负载调制放大器包括：载波放大器，所述载波放大器用于在射频信号的输入功率低于预定功率阈值时放大所述射频信号；以及峰值放大器，所述峰值放大器与所述载波放大器并联耦合，用于在所述无线电信号的输入功率高于所述预定功率阈值时放大所述射频信号。所述负载调制放大器还包括输出正交耦合器，所述输出正交耦合器被配置以组合来自所述载波放大器和所述峰值放大器两者的功率以便通过输出负载端子输出。所述峰值放大器的输出阻抗随所述输出负载端子处输出功率的增大而单调地增大。本领域技术人员在结合附图阅读以下对优选实施方案的详细描述之后，将了解本公开的范围并且意识到本公开的另外的方面。附图说明并入本说明书且形成本说明书的一部分的附图示出本公开的若干方面，并且连同描述内容一起用来解释本公开的原理。图1是根据本公开进行结构化和配置的负载调制放大器的第一实施方案的示意图。图2是根据本公开进行结构化和配置的负载调制放大器的第二实施方案的示意图。图3是用于匹配网络的示例性电路拓扑结构。图4是本公开的负载调制放大器实施方案的峰值放大器的输出阻抗对输出功率的曲线图。图5是本公开的负载调制放大器实施方案的载波放大器到输出端的耦合对毫米波频率的曲线图。图6是本公开的负载调制放大器实施方案的载波放大器到输出端的相移对毫米波频率的曲线图。图7是本公开的负载调制放大器实施方案的峰值放大器到输出端的耦合对毫米波频率的曲线图。图8是本公开的负载调制放大器实施方案的峰值放大器到输出端的相移对毫米波频率的曲线图。图9是图2的负载调制放大器的第二实施方案的功率附加效率和漏极效率对输出功率的曲线图。图10是图2的负载调制放大器的第二实施方案的随输出功率而变的三阶互调失真(IM3)和线性度品质因数(LFOM)的曲线图。图11是图2的负载调制放大器的第二实施方案对比常规的多尔蒂放大器的针对调幅–调幅(AM-AM)失真的增益增量对输出功率的曲线图。图12是图2的负载调制放大器的第二实施方案对比常规的多尔蒂放大器的针对AM–调相(AM-PM)失真的相位增量对输出功率的曲线图。图13是与常规的多尔蒂放大器相比，图2的负载调制放大器的第二实施方案的误差矢量量值(EVM)对输出功率的曲线图。图14是图2的负载调制放大器的第二实施方案在2:1的电压驻波比(VSWR)失配下的EVM对输出功率的曲线图。图15是常规的多尔蒂放大器在2:1的VSWR失配下的EVM对输出功率的曲线图。具体实施方式下文陈述的实施方案代表使得本领域技术人员能够实践所述实施方案所必需的信息，并且示出实践所述实施方案的最佳模式。在根据附图来阅读以下描述之后，本领域技术人员将了解本公开的概念，并且将认识到本文中未具体提出的这些概念的应用。应理解，这些概念和应用属于本公开和随附权利要求书的范围内。应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。应当理解，当一个元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在介于中间的元件。同样，应当理解，当元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件之上”或“在另一个元件之上延伸”时，其可以直接在另一个元件之上或直接在另一个元件之上延伸，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件之上”或“直接在另一个元件之上延伸”时，不存在介于中间的元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，其可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，不存在介于中间的元件。诸如“在…下方”或“在…上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“垂直”的相关术语在本文中可用来描述一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的关系，如图中所示出。应当理解，这些术语和上文所论述的那些术语意图涵盖装置的除图中所描绘的取向之外的不同取向。本文中使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，而且并不意图限制本公开。如本文所使用，除非上下文明确地指出，否则单数形式“一个”(“a”、“an”)和“所述”意图同样包括复数形式。还应当理解，当在本文中使用时，术语“包括”(“comprises”、“comprising”、“includes”和/或“including”)指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或者增添一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或上述各项的组。除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应当理解，本文所使用的术语应解释为含义与它们在本说明书和相关领域的情况下的含义一致，而不能以理想化或者过度正式的意义进行解释，除非本文中已明确这样定义。图1是根据本公开进行结构化和配置的负载调制放大器10的第一实施方案的示意图。在示例性实施方案中，输入正交耦合器12和输出正交耦合器14两者各自具有四个端口并且是具有几何对称性的微带或带状线构造的兰格类型，这确保对载波放大器16和峰值放大器18的输出功率进行正交功率组合。载波放大器16和峰值放大器18在标记为RFIN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载调制放大器，其包括：·载波放大器，所述载波放大器用于在射频信号的输入功率低于预定功率阈值时放大所述射频信号；·峰值放大器，所述峰值放大器与所述载波放大器并联耦合，用于在所述射频信号的输入功率高于所述预定功率阈值时放大所述射频信号；以及·输出正交耦合器，所述输出正交耦合器被配置以组合来自所述载波放大器和所述峰值放大器两者的功率以用于通过输出负载端子输出，其中所述峰值放大器的输出阻抗随所述输出负载端子处输出功率的增大而单调地增大。

【技术特征摘要】
2018.01.31 US 15/884,6051.一种负载调制放大器，其包括：·载波放大器，所述载波放大器用于在射频信号的输入功率低于预定功率阈值时放大所述射频信号；·峰值放大器，所述峰值放大器与所述载波放大器并联耦合，用于在所述射频信号的输入功率高于所述预定功率阈值时放大所述射频信号；以及·输出正交耦合器，所述输出正交耦合器被配置以组合来自所述载波放大器和所述峰值放大器两者的功率以用于通过输出负载端子输出，其中所述峰值放大器的输出阻抗随所述输出负载端子处输出功率的增大而单调地增大。2.如权利要求1所述的负载调制放大器，其中所述峰值放大器的输出阻抗随所述输出负载端子处输出功率在2.5dBm与35dBm之间的增大而在30Ω与100Ω之间单调地增大。3.如权利要求1所述的负载调制放大器，其中所述峰值放大器的输出阻抗随所述输出负载端子处输出功率在2.5dBm与29dBm之间的增大而在30Ω与50Ω之间单调地增大。4.如权利要求1所述的负载调制放大器，其中所述峰值放大器的输出阻抗随所述输出负载端子处输出功率在介于3dB与16dB之间的输出功率回退范围内的增大而在1.5倍与4倍之间单调地增大。5.如权利要求1所述的负载调制放大器，其中所述输出正交耦合器是兰格耦合器。6.如权利要求1所述的负载调制放大器，其中所述峰值放大器被配置以耦合到具有大于50Ω的阻抗的隔离端接网络，并且所述载波放大器通过所述输出正交耦合器的0°相移端口耦合到所述输出负载端子。7.如权利要求1所述的负载调制放大器，其中所述峰值放大器被配置以耦合到具有小于50Ω的阻抗的隔离端接网络，其中所述载波放大器通过所述输出正交耦合器的90°相移端口耦合到所述输出负载端子。8.如权利要求1所述的负载调制放大器，其中所述载波放大器由第一电源电压进行偏压，并且所述峰值放大器由第二电源电压进行偏压，其中所述第二电源电压比所述第一电源电压大10％与50％之间。9.如权利要求1所述的负载调制放大器，其中所述载波放大器由第一电源电压进行偏压，并且所述峰值放...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·韦斯利·科巴亚希，
申请(专利权)人：QORVO美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US