CN100593912C - 发送装置及无线通信设备 - Google Patents

Abstract

在发送输出信号(S6)的功率电平为高的第一模式中，倍乘器(2)的输出被输入至振幅调制信号放大器(4)，且射频功率放大器(5)在来自振幅调制信号放大器(4)的电源电压下用非线性区对射频相位已调制信号(S4)执行振幅调制。在发送输出信号(S6)的功率电平为低的第二模式中，倍乘器(2)的输出被输入至可变增益放大器(7)，且可变增益放大器(7)对射频相位已调制信号(S4)执行振幅调制。振幅已调制信号不通过射频功率放大器(5)而被输出。

Description

发送装置及无线通信设备

技术领域

本发明涉及一种用于放大发送信号的功率并输出该发送信号的发送装置，以及使用该发送装置的无线通信设备。

背景技术

常规地，作为用于放大含包络波动分量的调制信号的射频功率放大器，A类或AB类放大器被用来线性地放大包络波动分量。这些A类或AB类线性放大器提供高线性性，但会不断地消耗伴随着直流偏置分量的功率，因此功率效率比例如C类～E类非线性放大器要低。这带来如下缺陷：当在以电池作为电源的移动无线设备中使用这种具有高功耗的射频功率放大器时，电池寿命会很短。当包括多个高功率发送设备的无线系统的基站设备使用折衷射频功率放大器时，基站设备的规模增大且发热量增加。

根据这些情况，业已提出各种用极化调制来提高功率效率的方法。图11是示出使用极化调制系统的常规发送装置的结构的框图。如图11所示，常规的发送装置包括：振幅/相位分离部分61、振幅调制信号放大器62、频率合成器63、以及作为非线性放大器的射频功率放大器64。

振幅/相位分离部分61将输入的基带调制信号S10分离成基带振幅调制信号S11和基带相位调制信号S12。振幅调制信号放大器62对该基带振幅调制信号S11执行预定放大，然后将所得的信号作为电源电压提供给射频功率放大器64。频率合成器63用该基带相位调制信号S12对载波信号执行相位调制以获取射频相位已调制信号S13，并将该射频相位已调制信号S13发送至射频功率放大器64。因此，射频功率放大器64在根据基带振幅调制信号S11的电源电压下放大该射频相位已调制信号S13，并将得所的信号作为发送输出信号S14输出。

现在，将描述使用极化调制系统的发送装置的操作。当基带调制信号S10为Si(t)时，Si(t)由表达式(1)表示。这里，a(t)表示振幅数据，而exp[jΦ(t)]表示相位数据。

Si(t)＝a(t)exp[jΦ(t)]......        (1)

振幅/相位分离部分61从Si(t)中提取振幅数据a(t)和相位数据exp[jΦ(t)]。振幅数据a(t)对应于基带振幅调制信号S11，而相位数据exp[jΦ(t)]对应于基带相位调制信号S12。振幅数据a(t)由振幅调制信号放大器62放大并被提供给射频功率放大器64。因此，射频功率放大器64的电源电压值是基于振幅数据a(t)设定的。

频率合成器63通过用相位数据exp[jΦ(t)]调制载波角频率ωc来生成射频相位已调制信号S13，并将该射频相位已调制信号S13输入至射频功率放大器64。当射频相位已调制信号S13为信号Sc时，信号Sc由表达式(2)表示。

Sc＝exp[ωct+Φ(t)]......        (2)

因为射频功率放大器64是非线性放大器，所以射频功率放大器64的电源电压值a(t)与来自频率合成器63的输出信号相乘，所得的信号按增益G被放大以生成发送输出信号S14。从射频功率放大器64输出该发送输出信号S14。当发送输出信号S14是RF信号Srf时，RF信号Srf由表达式(3)表示。

Srf＝Ga(t)Sc＝Ga(t)exp[ωct+Φ(t)]......    (3)

输入到射频功率放大器64的信号是没有振幅方向上的波动分量的相位调制信号，所以是恒定包络信号。这允许将高效率的非线性放大器用作射频功率放大器64，因此，能提供高效率的发送装置。例如，在专利文献1和专利文献2中描述了使用这类极化调制系统的技术。

专利文献1：日本专利第3207153号

专利文献2：日本专利公开第2001-156554号公报

专利文献3：USP 6,191,653

发明内容

上述使用极化调制系统的常规发送装置在与电源电压相应的输出饱和状态下使用射频功率放大器64作为非线性放大器。因此，射频功率放大器64的输入电平需要高到某个程度。然而，当输入电平升高时，存在着由于从射频功率放大器64的输入到输出的功率漏泄、低电源电压下晶体管的操作极限等而变得难以获取发送输出信号特别是低输出电平的信号的问题。

因此，本发明的一个目的在于提供一种能以高功率效率控制从低输出电平到高输出电平的大范围的发送输出电平的发送装置，以及使用这种发送装置的无线通信设备。

本发明针对一种使用极化调制的发送装置，以及一种用于从天线发送出发送信号的无线通信设备。为了实现上述目的，根据本发明的发送装置包括：振幅/相位分离部分、频率合成器、倍乘器、第一至第四切换部分、振幅调制信号放大器、可变增益放大器、以及射频功率放大器。根据本发明的无线通信设备包括上述发送装置，其中用功率放大处理发送信号并将其输出至天线。

振幅/相位分离部分将输入的基带调制信号分离成基带振幅调制信号和基带相位调制信号。频率合成器用基带相位调制信号对射频载波信号执行相位调制以生成射频相位已调制信号。倍乘器将基带振幅调制信号乘以一预定值。第一切换部分和第二切换部分允许向其输入从倍乘器输出的作为倍乘结果取得的基带振幅调制信号以及预定直流电压信号，并从这些信号中选择并输出一个。振幅调制信号放大器基于从第一切换部分输出的信号提供电源电压。可变增益放大器根据从第二切换部分输出的信号放大由频率合成器生成的射频相位已调制信号。射频功率放大器用从振幅调制信号放大器提供的电源电压对经可变增益放大器放大的射频相位已调制信号执行功率放大。分别设置在射频功率放大器之前和之后的第三切换部分和第四切换部分选择或者通过射频功率放大器输出经可变增益放大器放大的射频相位已调制信号，或者不用射频功率放大器而输出该射频相位已调制信号。使用这种结构，可根据从第四切换部分输出的信号的功率电平来控制第一至第四切换部分的切换操作。

通常，在从第四切换部分输出的信号的功率电平要高于第一预定值的第一模式中，第一切换部分选择经倍乘的基带振幅调制信号，第二切换部分选择直流电压信号，而第三和第四切换部分选择一条用于通过射频功率放大器来输出射频相位已调制信号的路径。在从第四切换部分输出的信号的功率电平要低于第二预定值的第二模式中，第一切换部分选择直流电压信号，第二切换部分选择经倍乘的基带振幅调制信号，而第三和第四切换部分选择一条用于不使用射频功率放大器而输出射频相位已调制信号的路径。

较佳的是，在从第四切换部分输出的信号的功率电平要等于或低于第一预定值且等于或高于第二预定值的第三模式中，第一切换部分选择直流电压信号，第二切换部分选择经倍乘的基带振幅调制信号，而第三和第四切换部分选择一条用于通过射频功率放大器来输出射频相位已调制信号的路径。

上述可变增益放大器可包括：放大器，用于放大由频率合成器生成的射频相位已调制信号；以及倍乘器，用于将经该放大器放大的射频相位已调制信号乘以从第二切换部分输出的信号。

该发送装置还可包括：相位校正部分和振幅校正部分，用于为第一至第三模式中的每一种模式存储相位校正信息和振幅校正信息，用于在模式切换时能连续地改变信号相位和信号振幅。在此情况中，频率合成器可以基于相位校正信息来校正射频相位已调制信号的相位；而可变增益放大器可以基于振幅校正信息来校正射频相位已调制信号的振幅。

可以滞后地执行模式切换。

可以将衰减器插入由第三和第四切换部分提供的路径上，用于不使用射频功率放大器而输出射频相位已调制信号。

根据本发明的发送装置根据射频功率放大器的输出功率电平从多个操作模式中选择最优操作模式，并最优地控制从射频功率放大器的输入到输出的漏泄。因此，可以高功率效率和高线性地来执行功率放大，并能在从高电平到低电平的宽范围内控制发送输出功率。另外，防止了伴随着操作模式的切换的输出信号的振幅和相位的不连续变化，从而振幅和相位被连续地改变。因此，能抑制包括伴随着切换的过渡期频谱扩张在内的问题。

附图说明

[图1]图1是示出根据本发明的第一实施例的发送装置的示意结构的框图。

[图2]图2示出根据本发明的发送装置可切换的操作模式。

[图3]图3示出用作非线性放大器的射频功率放大器5的电路配置。

[图4]图4示出用作非线性放大器的射频功率放大器5的操作。

[图5]图5是示出根据本发明的第二实施例的发送装置的示意结构的框图。

[图6]图6是示出根据第二实施例的发送装置切换图2中的操作模式的方法的流程图。

[图7]图7示出当根据第二实施例的发送装置切换图2中的操作模式时的滞后特性。

[图8A]图8A示出根据本发明的发送装置的发送输出信号的振幅的连续变化。

[图8B]图8B示出根据本发明的发送装置的发送输出信号的相位的连续变化。

[图9A]图9A是示出基于根据本发明的第二实施例的发送装置的另一示意结构的框图。

[图9B]图9B是示出基于根据本发明的第二实施例的发送装置的又一示意结构的框图。

[图10]图10是示出包括根据本发明的发送装置的无线通信设备的框图。

[图11]图11是示出常规的发送装置的示意结构的框图。

附图标记的说明

1、61 振幅/相位分离部分

2、17 倍乘器

3、8、9、14 切换部分

4、62 振幅调制信号放大器

5、64 射频功率放大器

6、63 频率合成器

7 可变增益放大器

11 相位校正部分

12 振幅校正部分

15 控制部分

16 放大器

20 无线通信设备

21 发送装置

22 接收装置

23 发送/接收切换部分

24 天线

50 非线性放大器

51 寄生电容

具体实施方式

[第一实施例]

图1是示出根据本发明的第一实施例的使用极化调制系统的发送装置的示意结构的框图。如图1所示，根据第一实施例的发送装置包括：振幅/相位分离部分1、倍乘器2、振幅调制信号放大器4、射频功率放大器5、频率合成器6、可变增益放大器7、控制部分15、以及第一至第四切换部分3、8、9和14。

振幅/相位分离部分1将输入的基带调制信号S1分成基带振幅调制信号S2和基带相位调制信号S3。倍乘器2将基带振幅调制信号S2乘以从控制部分15提供的平均输出电平指定信号SL。第一切换部分3基于从控制部分15给出的模式切换信号SM选择来自倍乘器2的输出信号或来自控制部分15的直流电压信号SV，并将所选择的信号输出至振幅调制信号放大器4。振幅调制信号放大器4根据由第一切换部分3所选择的信号将电源电压提供给射频功率放大器5。频率合成器6用基带相位调制信号S3对载波信号进行相位调制以生成射频相位已调制信号S4。第二切换部分8基于模式切换信号SM选择来自倍乘器2的输出信号或来自控制部分15的直流电压信号SV，并将所选择的信号作为增益控制信号S5输出至可变增益放大器7。可变增益放大器7根据从第二切换部分8输出的增益控制信号S5控制由频率合成器6生成的射频相位已调制信号S4的增益。射频功率放大器5根据从振幅调制信号放大器4给出的电源电压放大从可变增益放大器7输入的信号的功率，并输出所获得的信号作为发送输出信号S6。第三和第四切换部分9和14基于模式切换信号SM选择或将来自可变增益放大器7的输出信号输入至射频功率放大器5，或让该信号通过以输出而不将该信号输入至射频功率放大器5。只要具有切换功能，第四切换部分14可以是任何形式。例如，第四切换部分14可以是FET开关、二极管开关或如分支点所示的具有高阻抗的传输路径。

控制部分15确定射频功率放大器5的操作模式并控制连接状态以使该发送装置具有对应于预定操作模式的电路。操作模式由基于由无线基站所指定的接收信号状态或该发送装置中的接收信号状态的发送功率电平，以及由射频功率放大器5的特性来确定。通常，从功率效率的观点来看，当发送输出信号S6的功率电平为高时，射频功率放大器5作为非线性放大器工作的操作模式是合乎需求的。当发送输出信号S6的功率电平为低时(在射频功率放大器5可作为非线性放大器工作的范围之外)，射频功率放大器5作为线性放大器工作的操作模式是合乎需求的。用于切换操作模式的信号是模式切换信号SM。例如，2位模式切换信号可以用于在发送功率电平为高时输出“01”，而在发送功率电平为低时输出“10”。平均输出电平指定信号SL用于指定从发送装置输出的信号的平均功率电平。直流电压信号SV是用于控制振幅调制信号放大器4和可变增益放大器7的增益的固定电压。控制部分15可以设置在发送装置内或发送装置之外。

下面，将描述根据第一实施例的具有上述结构的发送装置的操作。在下列例子中，发送装置可以在三个操作模式下操作：发送输出信号S6的功率电平为高(第一模式)、中(第三模式)和低(第二模式)的操作模式(见图2)。

(1)第一模式

当发送输出信号S6的功率电平为高时，为了允许射频功率放大器5在饱和操作范围或切换操作范围内作为非线性放大器工作，控制部分15选择第一模式。在该第一模式中，第一和第二切换部分3和8各选择“端子b”，而第三和第四切换部分9和14各选择“端子a”。根据第一模式的平均输出电平指定信号被输出至倍乘器2。

倍乘器2将由振幅/相位分离部分1分离的基带振幅调制信号S2乘以平均输出电平指定信号SL。所得的乘积信号通过第一切换部分3输出至振幅调制信号放大器4。振幅调制信号放大器4放大输入的乘积信号并将所得的信号作为电源电压输出至射频功率放大器5。射频功率放大器5使用该电源电压来对输入的相位已调制信号S4进行振幅调制。为了根据基带振幅调制信号S2的电平以高效率生成要给予射频功率放大器5的电源电压，使用以脉冲宽度表示振幅信息的D类放大器作为振幅调制信号放大器4是合乎需求的。

同时，由振幅/相位分离部分1分离的基带相位调制信号S3被用于由频率合成器6对载波信号进行相位调制。通过相位调制生成的射频相位已调制信号S4被输出至可变增益放大器7。可变增益放大器7基于增益控制信号S5来放大(或衰减)射频相位已调制信号S4。增益控制信号S5是通过第二切换部分8提供的固定直流电压信号SV。因此，从该可变增益放大器7输出的信号是恒定包络信号，它是没有振幅方向上的波动分量的相位已调制信号。该恒定包络信号通过第三切换部分9并在电源电压下由射频功率放大器5用振幅调制进行处理。然后，所得的信号通过第四切换部分14并作为发送输出信号S6输出。

图3和4分别示出用作非线性放大器的射频功率放大器5的电路配置和操作。如图3所示，射频功率放大器5可以被视为具有连接在输入和输出之间的寄生电容51的非线性放大器50。我们了解在非线性放大器50中，当电源电压超过预定值时，电源电压的平方与输出功率成正比(水平轴为对数轴)。从图3和图4中可了解漏泄电流的大小是由寄生电容51的电平和非线性放大器50的输入信号的电平(可变增益放大器7的输出信号的电平)定义的。

在没有可变增益放大器7的情况下，则发生下列情况。频率合成器6的输出通常是恒定的，所以漏泄功率的大小也是恒定的。因此，可以通过减小非线性放大器50的电源电压的值来降低发送输出信号S6的电平。然而，非线性放大器50的电源电压的值不能被减小至小于由漏泄功率限定的预定值。

作为对比，在第一实施例中，可变增益放大器7的增益由增益控制信号S5控制，从而输入至射频功率放大器5的相位已调制信号S4的电平得到控制。这使得可以降低漏泄功率。结果，可以拓宽射频功率放大器5中由电源电压控制的输出功率的范围(动态范围)。

(2)第二模式

当发送输出信号S6的功率电平为低时，为了允许射频功率放大器5在非饱和操作范围内作为线性放大器工作，控制部分15选择第二模式。在该第二模式中，第一和第二切换部分3和8各选择“端子a”，而第三和第四切换部分9和14各选择“端子b”。根据第二模式的平均输出电平指定信号SL被输出至倍乘器2。

频率合成器6将由振幅/相位分离部分1所分离的基带相位调制信号S3用于对载波信号进行相位调制。通过相位调制生成的射频相位已调制信号S4被输出至可变增益放大器7。倍乘器将由振幅/相位分离部分1所分离的基带振幅调制信号S2乘以平均输出电平指定信号SL。所得的乘积信号，即具有与基带振幅调制信号S2和平均输出电平指定信号SL的乘积值成正比的包络分量的信号(振幅信号)，通过第二切换部分8并作为增益控制信号S5被输出至可变增益放大器7。可变增益放大器7基于该增益控制信号S5对射频相位已调制信号S4进行振幅调制。由可变增益放大器7用振幅调制处理的信号通过第三和第四切换部分9和14并作为发送输出信号被输出而不通过射频功率放大器5。

在第二模式中，射频功率放大器5不执行放大。因此，不从振幅调制信号放大器4向射频功率放大器5提供功率，因而功耗被抑制。结果，可以在输出发送输出信号S6，特别是具有低功率电平的信号的同时，显著地降低功耗。可以提供具有下至低电平的宽输出功率控制范围的发送装置。可以通过例如经由第一切换部分3将0V的直流电压信号SV给予振幅调制信号放大器4，或通过用设置在振幅调制信号放大器4和射频功率放大器5之间的第五切换部分(未示出)来使其相互不导通来抑制功耗。

(3)第三模式

当发送输出信号S6的功率电平具有中值电平时，控制部分15选择第三模式。在该第三模式中，第一至第四切换部分3、8、9和14各选择“端子a”。根据第三模式的平均输出电平指定信号SL被输出至倍乘器2。在第三模式中，射频功率放大器5作为其中输入和输出具有线性关系的线性放大器工作。

倍乘器2将由振幅/相位分离部分1分离的基带振幅调制信号S2乘以平均输出电平指定信号SL。所得的乘积信号通过第二切换部分8并作为增益控制信号S5被输出至可变增益放大器7。振幅调制信号放大器4接收通过第一切换部分3输入的直流电压信号SV，并将一恒定的电源电压输出至射频功率放大器5。

同时，频率合成器6将由振幅/相位分离部分1所分离的基带相位调制信号S3用于对载波信号进行相位调制。通过相位调制生成的射频相位已调制信号S4被输出至可变增益放大器7。可变增益放大器7根据增益控制信号S5对射频相位已调制信号S4进行振幅调制。

当发送输出信号S6的功率电平具有中值电平时，射频功率放大器5的操作可以超出非线性操作范围。即，输出功率相对于电源电压的变化的线性性可能会退化。即使在这种情况中，在第三模式中仍可维持输出信号相对于输入信号的线性性，并能拓宽对输出功率电平的控制范围，因为射频功率放大器5在第三模式中作为线性放大器工作。

如上所述，根据本发明的第一实施例的发送装置根据射频功率放大器5的输出功率电平从多个操作模式中选择最优操作模式，并最优地控制从射频功率放大器5的输入至输出的漏泄。因此，能以高功率效率和高线性性来执行功率放大，并能在从高电平到低电平的更广的范围内控制发送输出功率。

在第一实施例中，在第一模式下，向可变增益放大器7提供的增益控制信号S5是固定直流电压信号SV。或者，如在第二和第二模式中，通过允许射频功率放大器5作为非线性放大器工作，以使到射频功率放大器5的输入根据即时的输出功率而变化，从而可使增益控制信号S5根据振幅调制信号而变化。在此情况下也提供相同的效果。

在可变增益放大器7属于根据增益控制信号S5非线性地变化(例如，具有指数的输入/输出特性)的类型的情况中，具有将非线性特征校正成线性特性的功能的元件(未示出)被插在可变增益放大器7之前或之后。

或者，如在用于低输出功率电平的第二模式中，可以将衰减器插到其中第三和第四切换部分9和14选择端子b的传输路径中。由于该具有衰减器的结构的缘故，可以进一步衰减发送输出信号的电平，并能发送具有非常低的电平的输出信号。因此，可以在更广的范围内控制发送功率。

可以将与振幅调制信号放大器4等效的放大器插到第二切换部分8的输出端c和可变增益放大器7之间，即插在增益控制信号S5流过的路径上。

在第一模式(其中射频功率放大器5执行振幅调制)中振幅路径和相位路径之间的延迟差与第二和第三模式(其中可变增益放大器7执行振幅调制)中的延迟差不同。在必要时可适当地添加用于校正延迟差的功能块(未示出)。

[第二实施例]

在上述三个操作模式中，射频发送信号的路径是不同的。因此，在这三个操作模式中，路径的增益和相位特征也不同。因此，当操作模式被切换时，发送输出信号的振幅和相位发生剧变。例如，当第三模式切换至第二模式时，发生下列情况。在第三模式中，射频发送信号通过射频功率放大器5；而在第二模式中，射频发送信号不通过射频功率放大器5(通过从第三切换部分9的端子b至第四切换部分14的端子b的传输路径)。因为两条路径之间的特性差异，所以发送输出信号的振幅和相位发生剧变。

在第二实施例中，发送输出信号的振幅和相位被校正成在操作模式被切换时不发生信号的剧烈变化(从而确保信号的连续性)。发送输出信号的振幅和相位也被校正成参考相位的连续性和ACLR特性达到3GPP(第3代移动通信合作计划)的标准。第二实施例中所述的对发送输出信号的振幅和相位的校正与公知的极化调制系统必不可少的畸变补偿(见专利文献3)并行地执行。

图5是示出根据本发明的第二实施例的使用极化调制系统的发送装置的示意结构的框图。如图5所示，根据第二实施例的发送装置包括：振幅/相位分离部分1、倍乘器2、振幅调制信号放大器4、射频功率放大器5、频率合成器6、可变增益放大器7、相位校正部分11、振幅校正部分12、控制部分15、以及第一至第四切换部分3、8、9和14。如图5所示，除了根据第一实施例的发送装置的各元件以外，根据第二实施例的发送装置还包括：相位校正部分11以及振幅校正部分12。

下文将主要就相位校正部分11和振幅校正部分12对根据第二实施例的发送装置进行描述。

相位校正部分11与每一操作模式相对应地存储频率合成器6用于校正基带相位调制信号S3的相位的相位校正信息。振幅校正部分12与每一操作模式相对应地存储可变增益放大器7用于校正射频相位已调制信号S4的振幅的振幅校正信息。相位校正信息和振幅校正信息可以用表的形式存储。

图6是示出根据第二实施例的发送装置在第一实施例中所述的三个模式(图2)中切换操作模式所用的方法的流程图。

当极化调制发送处理被启动时，平均输出电平指定信号SL被输入到控制部分15中(步骤S11)。接着，控制部分15核查该平均输出电平指定信号SL以确定是否需要切换操作模式(步骤S12)。操作模式的切换点不只由平均输出电平的值来确定，而由平均输出电平是被增大还是减小来确定。即，操作模式的切换点具有滞后。

图7示出在操作模式从第二模式转移至第三模式然后转移至第一模式期间的滞后特性。当平均输出电平从低输出电平变到中位输出电平时，操作模式在图7中的点B处从第二模式转移至第三模式。作为对比，当平均输出电平从中位输出电平变到低输出电平时，操作模式在图7中的点A处从第三模式转移至第二模式。通过提供这种滞后特性，即使在平均输出电平在操作模式的切换点附近频繁变化时，也能使操作模式的切换次数最小化，从而能以更高的确定性实现振幅和相位的连续性。这在操作模式从第三模式转移至第一模式时(点D和点E)同样适用。

当在步骤S12中确定需要切换操作模式时，控制部分15将模式切换信号SM输出至相位校正部分11和振幅校正部分12。相位校正部分11选择与模式切换信号SM对应的相位校正信息，并将所选择的相位校正信息输出至频率合成器6(步骤S13)。振幅校正部分12选择与模式切换信号SM对应的振幅校正信息，并将所选择的振幅校正信息输出至可变增益放大器7.(步骤S13)。频率合成器6和可变增益放大器7使用这种校正信息来执行处理操作。

由于使用校正信息的处理操作的缘故，振幅和相位可以连续地改变而不会在操作模式的切换前后之间剧烈地改变。图8A和图8B分别示出由根据本发明的发送装置实现的发送输出信号的振幅和相位的连续改变。

当步骤S13中的模式切换处理完成时，或当在步骤S12中确定不需要切换操作模式时，确定是否终止发送(步骤S14)。当将不终止发送时，处理在下一信号发送开始时返回步骤S11并重复步骤S12-S14的循环。

如上所述，根据本发明的第二实施例的发送装置根据射频功率放大器5的输出功率电平从多个操作模式中选择最优操作模式，并最优地控制从射频功率放大器5的输入至输出的漏泄。因此，能以高功率效率和高线性性执行功率放大，并能在从高电平至低电平的广范围内控制发送输出功率。另外，防止了伴随着操作模式的切换的输出信号的振幅和相位的不连续变化，由此，振幅和相位将连续地变化。因此，能抑制包括伴随着切换的过渡期频谱扩张在内的问题。

在第二实施例中，相位校正部分11和振幅校正部分12分别将相位校正信息和振幅校正信息输出至频率合成器6和可变增益放大器7。在控制部分15具有相位校正信息和振幅校正信息的情况中，控制部分15可以直接控制频率合成器6和可变增益放大器7。或者，可以检测来自射频功率放大器5的发送输出信号S6，并可以将检测结果反馈至控制部分15。在此情况中，能更准确地实现发送输出信号S6的振幅和相位的连续性。

如图9A中所示，第二实施例中所述的可变增益放大器7可以设置为放大器16和倍乘器17。在此情况中，从第二切换部分8输出的增益控制信号S5被输入倍乘器17。如图9B所示，作为基带振幅调制信号S2与平均输出电平指定信号SL的乘积的替代，可以将基带振幅调制信号S2直接输入第二切换部分8的端子a。在此结构中，在第二模式和第三模式下，放大器16基于振幅校正信息控制平均输出电平，且倍乘器17执行振幅调制。通过允许倍乘器17执行振幅调制，就可使输出信号的包络相对于振幅信号线性地改变。

平均输出电平能以下述各种方式控制。例如，在平均输出电平受第二切换部分8的输出的控制的情况中，可以将平均输出电平指定信号SL与基带振幅调制信号S2的乘积作为输入信号S5输入到倍乘器17。在平均输出电平在倍乘器17之后某一级被控制的情况下，可以设置附加的可变增益放大器。在射频功率放大器5执行振幅调制的情况中，可以选择第二切换部分8的端子b，从而将施加于端子b的直流电压信号SV输出至倍乘器17。

在第一和第二实施例中，发送装置包括倍乘器2。只要能从振幅/相位分离部分1输出用基于平均输出电平指定信号SL控制的平均输出电平来处理的基带振幅调制信号S2，就可以省略该倍乘器2。

[包括根据本发明的发送装置的无线通信设备的实施例]

图10是示出包括根据上述第一或第二实施例的发送装置的无线通信设备20的示意结构的框图。如图10所示，无线通信设备20包括发送装置21和接收装置22。发送装置21和接收装置22通过发送/接收切换部分23与天线24连接。使用根据第一或第二实施例的发送装置作为发送装置21。无线通信设备20是例如诸如移动电话之类的移动无线通信终端、具有对话功能等的移动信息终端，或无线基站。

在无线通信设备20的情况下，在发送时，发送装置21通过发送/接收切换部分23从天线24释放发送输出信号S6。在接收时，接收装置22通过发送/接收切换部分23从天线24接收输入接收信号并解调该输入接收信号。当输出功率电平为高时，发送装置21中的射频功率放大器作为非线性放大器工作，这将提高功率效率。在移动无线终端设备等的情况下，电池消耗速率被降低，从而能延长电池使用寿命。通过功率效率的提高，能减小射频功率放大器的大小，还能减少发热量。这允许减小包括此射频功率放大器的无线通信设备的大小。当输出功率电平为低时，射频功率放大器能作为线性放大器使用，或可允许信号通过传输路径或衰减器而不使用射频功率放大器。以此方式，可以拓宽输出电平范围以包括较低的电平。

根据本发明的发送装置在应用于包括多个高功率发送设备的无线系统的基站设备时，可提高输出功率电平为高时的功率效率。这能减小射频功率放大器的大小、产热量以及各种类型的设备的大小，并能提高空间效率。

工业实用性

本发明可应用于诸如移动电话或移动信息终端之类的移动终端设备，以及诸如无线基站之类的无线通信设备；尤其可用于例如以高功率效率在很广的范围上控制发送输出功率。

Claims (9)

1.一种使用极化调制的发送装置，包括：

振幅/相位分离部分，用于将输入的基带调制信号分离成基带振幅调制信号和基带相位调制信号；

频率合成器，用于用所述基带相位调制信号对射频载波信号执行相位调制以生成射频相位已调制信号；

倍乘器，用于将所述基带振幅调制信号乘以一预定值；

第一切换部分和第二切换部分，用于允许向其输入从所述倍乘器输出的作为倍乘结果取得的所述基带振幅调制信号以及预定的直流电压信号，并从所述基带振幅调制信号以及预定的直流电压信号中选择并输出一个；

振幅调制信号放大器，用于基于从所述第一切换部分输出的信号来提供电源电压；

可变增益放大器，用于根据从所述第二切换部分输出的信号放大由所述频率合成器生成的所述射频相位已调制信号；

射频功率放大器，用于用从所述振幅调制信号放大器提供的电源电压对经所述可变增益放大器放大的所述射频相位已调制信号执行功率放大；

第三切换部分和第四切换部分，分别设置在所述射频功率放大器之前和之后，用于选择或者通过所述射频功率放大器输出经所述可变增益放大器放大的所述射频相位已调制信号，或者不用所述射频功率放大器而输出所述射频相位已调制信号；

其中，所述第一至第四切换部分的切换操作根据从所述第四切换部分输出的信号的功率电平来控制，在从所述第四切换部分输出的信号的功率电平要高于第一预定值的第一模式中，所述第一切换部分选择所述经倍乘的基带振幅调制信号，所述第二切换部分选择所述直流电压信号，而所述第三和第四切换部分选择一条用于通过所述射频功率放大器来输出所述射频相位已调制信号的路径；

在从所述第四切换部分输出的信号的功率电平要低于第二预定值的第二模式中，所述第一切换部分选择所述直流电压信号，所述第二切换部分选择所述经倍乘的基带振幅调制信号，而所述第三和第四切换部分选择一条用于不使用所述射频功率放大器来输出所述射频相位已调制信号的路径，

其中，所述第一预定值大于所述第二预定值。

2.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于：

在从所述第四切换部分输出的信号的功率电平要等于或低于所述第一预定值且等于或高于所述第二预定值的第三模式中，所述第一切换部分选择所述直流电压信号，所述第二切换部分选择所述经倍乘的基带振幅调制信号，而所述第三和第四切换部分选择一条用于通过所述射频功率放大器来输出所述射频相位已调制信号的路径。

3.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述可变增益放大器包括：

放大器，用于放大由所述频率合成器生成的所述射频相位已调制信号；以及

倍乘器，用于将经所述放大器放大的所述射频相位已调制信号乘以从所述第二切换部分输出的信号。

4.如权利要求2所述的发送装置，其特征在于，所述可变增益放大器包括：

放大器，用于放大由所述频率合成器生成的所述射频相位已调制信号；以及

倍乘器，用于将经所述放大器放大的所述射频相位已调制信号乘以从所述第二切换部分输出的信号。

5.如权利要求2所述的发送装置，其特征在于，还包括：

相位校正部分，用于为所述第一至第三模式中的每一种模式存储相位校正信息，用于在模式切换时连续地改变信号相位；以及

振幅校正部分，用于为所述第一至第三模式中的每一种模式存储振幅校正信息，用于在模式切换时连续地改变信号振幅；

其中：

所述频率合成器基于所述相位校正信息来校正所述射频相位已调制信号的相位；而

所述可变增益放大器基于所述振幅校正信息来校正所述射频相位已调制信号的振幅。

6.如权利要求1或2所述的发送装置，其特征在于，所述模式切换是滞后地执行的。

7.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，将衰减器插入到由所述第三和第四切换部分提供的路径上，用于不使用所述射频功率放大器而输出所述射频相位已调制信号。

8.一种用于从天线发送出发送信号的无线通信设备，所述无线通信设备包括如权利要求1-5和7中任一项所述的发送装置，其中所述发送信号由功率放大器处理后被输出至所述天线。

9.一种用于从天线发送出发送信号的无线通信设备，所述无线通信设备包括如权利要求6所述的发送装置，其中所述发送信号由功率放大器处理后被输出至所述天线。

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