CN102577108A - 具有按频谱分组的纳米大小开关的rf功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种射频(＝RF)功率放大器(20)，包括：耦合阵列(1)，其包括多个纳米大小的耦合元件(2；41；51)，其中，将该耦合元件(2；41；51)分组成数目为N的子阵列(SA1...SAN)，其中，每个子阵列(SA₁...SA_N)展现它的耦合元件(2；41；51)的机械自振荡的特定谐振频率(f₁...f_N)和特定衰减，其中，对于每个子阵列(SA₁...SA_N)的该耦合元件(2；41；51)，存在用于激励机械自振荡的激励装置，以及信号处理单元(22)，用于使用激励脉冲来控制该激励装置，其中该激励脉冲具有由该信号处理单元(22)基于要放大的RF信号的频谱分量的估计所计算的脉冲形状和定时，该频谱分量即为在与所述特定谐振频率相对应的频率(f₁...f_N)处的幅度(c₁...c_N)和相位(Φ₁...Φ_N)。本发明的RF功率放大器特别是在高RF频率上提供了高效率和高线性度。

Description

具有按频谱分组的纳米大小开关的RF功率放大器

背景技术

本发明涉及射频(＝RF)功率放大器。从例如M.Iwamoto等人于2000年6月8日发表在Electronics Letters第36卷第12号第1010-1012页的内容已知基于德尔塔西格玛调制器的开关式RF功率放大器。

第三代(“3G”)以及之后的无线通信系统使用产生以高峰均比为特征的RF(射频)输出信号的调制格式。这种信号的放大对功率效率和发射器队列的线性度有较高要求，尤其对于RF功率放大器的最终阶段，到该最终阶段为止消耗了最大部分的能量。

所谓的开关放大器具有理论上100％的功率效率，附带高的线性度。由上可见，例如从M.Iwamoto那里获知一种开关放大器。M.Iwamoto披露了一种S类放大器，其中带通德尔塔西格玛调制器(BPDSM)进行1比特A/D(模数)转换，生成快速脉冲序列，该快速脉冲序列馈入基于晶体管的开关放大器。该开关放大器的输出信号馈入带通滤波器以用于重建。

但是开关放大器概念的物理实现涉及例如由基于晶体管的开关器件和重建滤波器的寄生所导致的损失和信号畸变。示例是开关场效应晶体管中的寄生门电容和非零导通电阻、组件之间的器件失配以及滤波器损失。

另外，效率经常由于在使用德尔塔西格玛调制器的情况中编码效率有限而降低。对于重建滤波器，特别是在基于BPDSM的S类放大器的情况中，必须保证停止带中的挑战性的截止要求和传输带中的低插入损失，以便实现良好的S类性能。

已提出用纳米开关阵列来取代基于晶体管的开关器件，从而避免由晶体管的模拟属性产生的缺点，该晶体管最初被设计为用于放大模拟信号的器件。与带通德尔塔西格玛调制器的快速脉冲序列一致地切换该阵列的纳米开关。但是，重建滤波器仍然是必须的，这导致了畸变和损失，而且编码效率仍然受到BPDSM的限制。

发明目的

本发明的目的在于提供一种RF功率放大器，该RF功率放大器特别在高RF频率上提供高效率和高线性度。

发明内容

根据本发明，通过一种射频(＝RF)功率放大器来实现该目的，其包括：

-耦合阵列，其包括多个纳米大小的耦合元件，其中，将该耦合元件分组成数目为N的子阵列，每个子阵列展现它的耦合元件的机械自振荡的特定谐振频率和特定衰减，其中，对于每个子阵列的该耦合元件，存在用于激励机械自振荡的激励装置，以及

-信号处理单元，用于使用激励脉冲来控制该激励装置，其中该激励脉冲具有由该信号处理单元基于要放大的RF信号的频谱分量的估计所计算的脉冲形状和定时，该频谱分量即为在与所述特定谐振频率相对应的频率上的幅度和相位。

作为本发明的基本思想，RF输出信号通过组合借助纳米大小耦合元件生成的它的频率分量来生成，该纳米大小耦合元件作为它们的每个谐振频率上的机械振荡器。当被激励时，每个耦合元件在它的谐振频率上进行振荡，并且经由在振荡期间改变它的耦合，可以通过调制外部施加的电源电压(提供电力)，生成对应的频率分量。这产生了固有的上变频。

本发明的耦合阵列中的纳米大小耦合元件的自谐振的利用允许一种用于实现高效率RF放大器的完全不同并且有突破性的方法。通过组合由纳米大小耦合元件(“开关”)的受控触发自振荡所生成的频谱信号分量，生成输出信号。将那些耦合元件分组成多个子阵列，该子阵列的特征在于它们的耦合元件的特定物理参数(几何尺度、材料、悬架)，其中该物理参数定义了在明确定义的频率上的自谐振以及衰减。同一子阵列的全部耦合元件具有在制造公差的限度之内的相同的谐振频率和相同的衰减。该概念能够胜过当前可用的发射器架构，特别是通过省略数模转换器(如带通德尔塔西格玛调制器)和上变频模块。

本发明组合了开关放大器的好处(即高效率、数字控制、宽带操作和分段频带的有效并行操作)与模拟放大器的好处(即简化或者甚至免除了非理想性和具有匹配损失的重建滤波器)。借助本发明，可以简化或者甚至免除外部重建滤波器，连同开关功率放大器中与其相关的匹配电路。与S类开关放大器不同，本发明的器件不涉及西格玛德尔塔或类似调制。其以100％的效率为特征。由此，其有助于改善发射器队列的能量效率同时维持线性度。另外，通过增加子阵列的数目，可以增大所支持的信号带宽，并且特别是不受数模转换器的限制。

通常而言，每个耦合元件包括第一移动部分和相对的第二部分，其中该第一移动部分可以相对于该第二部分机械地振荡(振动)。注意到该第二相对部分也可以是移动的。两个部分的距离或重叠确定该耦合元件的耦合程度，该耦合程度在耦合元件的机械自振荡期间改变。典型而言，在耦合元件的非振荡状态(原地状态)中，该耦合为低(并且优选地实际为零)。优选地，该耦合元件被设计为使得该耦合元件的所述两个部分即使在它们的耦合最大的紧密耦合状态中也保持空间分离从而降低磨损。该耦合典型而言基于电子发射或隧道效应；这导致了该耦合持续依赖于该耦合元件的两部分的距离或重叠。

根据本发明，典型而言单个耦合元件的最大尺度为1μm或更小。典型而言耦合元件的移动部分的最大尺度为800nm或更小。同样针对用于制造耦合元件或者该耦合元件的移动部分的材料来选择该耦合元件的尺度。注意到，每个子阵列通常具有数百个或者甚至数千个耦合元件，以便能够生成高功率RF输出信号。

典型而言，每个耦合元件具有独立的激励装置如压电涂层；但是同一子阵列的多个耦合元件也可能具有普通的激励装置(例如当该激励装置在该耦合元件的共同悬架处起作用时)。

本发明的RF功率放大器可以用作为例如在移动通信网络(特别是移动电话网络)的基站中的发射器配置的一部分。本发明可以特别用于BTS中的无线电发射器和用户终端设备、防御系统、消费电子产品以及软件定义的无线电和认知无线电应用。

本发明的优选变形

在本发明的RF功率放大器的高优选的实施方式中，该RF功率放大器包括数目为N的激励脉冲生成器，其中，每个激励脉冲生成器控制子阵列的激励装置，并且其中，由该信号处理单元控制该激励脉冲生成器。脉冲生成器可以放大该信号处理单元的激励脉冲并且/或者使其适应所连接的子阵列的激励装置的要求。例如，可以将该脉冲生成器实现为压电驱动器。

在另一个优选实施方式中，该功率放大器包括用于由该信号处理单元来分析该耦合阵列的RF输出信号的反馈环路。借助该反馈环路，可以优化该激励脉冲的定时和形状，以得到要放大的信号的真实(放大)重建。

在高优选的实施方式中，该激励装置包括压电元件，特别是在耦合元件或耦合元件的一部分上的压电涂层。利用该压电元件，可以由简单的装置将控制电压脉冲变换成机械激励。根据本发明，压电涂层可以是耦合元件的第一部分(如第一簧片)的平面单侧涂层，其中，施加电压导致该耦合元件的该第一部分例如在其上侧的涂层压电收缩(电致伸缩)的情况中向上弯曲。在该机械激励之后，该耦合元件在它的谐振频率上自由地振荡(摇摆)。该耦合元件的该第一部分到相对的第二部分(如第二簧片)的依赖于该两个部分的距离的该耦合在该自振荡期间改变，并且从而使得生成具有频率分量为所述谐振频率的信号。

一个优选实施方式提供了耦合元件包括两个平行的、相对的并且部分重叠的簧片。簧片是一种谐振频率易于计算的简单振荡器。具体而言，可以通过成本有效的平板印刷过程生成纳米大小的簧片。

在该实施方式的另一个优选的改进中，该两个簧片被设计为即使在紧密耦合状态中也保持空间分离。这降低了磨损。注意到对于其他类型的耦合元件也优选具有无接触紧密耦合。

在另一个实施方式中，耦合元件包括与耦合表面相对布置的隔膜，其中在机械自振荡期间该隔膜与该耦合表面之间的距离改变。该隔膜与该耦合表面可以作为电子发射表面和接收器表面(或其他方式)。借助隔膜，可以实现更大的重叠区域，允许生成更高的信号功率。注意到必须针对希望的谐振频率而适当地选择隔膜材料。

此外，在一个实施方式中，耦合元件包括：

-具有第一耦合表面的扭转单元，该第一耦合表面仅覆盖该扭转单元的周长的一部分，以及

-至少部分地覆盖该扭转单元的护套，其中，该护套包括第二耦合表面，该第二耦合表面仅覆盖该护套的内周长的一部分。该耦合表面分别作为电子发射表面或接收器表面。在该扭转单元的原地状态中，该耦合典型而言是低的。该扭转单元可以利用其一端相对于该护套旋转地摇摆，而相对端保持固定。借助扭转单元和护套，可以特别显著地改变低耦合状态(例如原地状态)与高耦合状态之间的耦合度。

在本发明的RF功率放大器的有利的实施方式中，同一子阵列中的该耦合元件具有相同的物理尺度和特性，从而以相同的机械谐振频率为特征。通过在每个子阵列中选择一致地设计的耦合元件，该设计可能特别简单，并且可以实现锐谐振。注意到该耦合元件的一致设计还使得该机械自振荡具有相同的衰减。

本发明的RF功率放大器在电信系统中特别是在移动通信网络的基站中的使用也落入本发明的范围之中。本发明的RF功率放大器可以特别用于移动电话中。

另一个优点在于本发明的RF功率放大器在分段收发器架构中的使用。所述分段收发器架构可以特别用于电信系统应用中。在该分段收发器架构中，并行使用多个RF功率放大器，其中每个RF功率放大器处理它自己的频率间隔。由于子阵列已专门用于特定频率，所以专用于不同频带的本发明的功率放大器的协作特别简单和有效。

一种用于放大RF信号的方法也落入本发明的范围之中，该方法包括以下步骤：

-分析要放大的RF信号的频谱分量，即在不同频率上的幅度和相位，

-将电源电压特别是dc电源电压施加到包括多个纳米大小耦合元件的耦合阵列，

其中将该耦合元件分组成数目为N的子阵列，每个子阵列展现它的耦合元件的机械自振荡的

·与该要放大的RF信号的频率分量相对应的特定谐振频率和

·特定衰减，

-根据该要放大的RF信号的该频谱分量，激励该子阵列的该耦合元件的机械自振荡。该耦合阵列可以具有以上根据本发明所述的类型。使用本发明的方法，可以高效率并且高线性度地进行RF信号的放大。该方法利用纳米大小耦合元件的该自振荡来生成放大RF信号的频率分量。

在本发明的方法的优选的变形中，还根据该耦合阵列的RF输出信号来激励该机械自振荡。因此可以实现该(放大)RF信号的更加精确的重建。

另一种优选的变形是其中由每个子阵列的受激励的那部分耦合元件来调整放大增益。利用该变形，易于设置本发明的放大方法的放大增益。此外，该放大增益的所述设置是高线性度并且高效率的。典型而言，该要放大的RF信号的功率是恒定的。注意到对于该变形，用独立控制的激励装置来装配每个耦合元件或者至少同一子阵列的耦合元件的分组。

从说明书和所包含的附图中可以得到其他优点。根据本发明可以独立地或者在任意组合中共同地使用上述以及下述特征。所述实施方式不应理解为穷举，而是具有用于描述本发明的示例性特征。

附图说明

在附图中显示了本发明。

图1a示意性地显示了具有基于开关簧片的耦合元件的本发明的RF功率放大器的耦合阵列；

图1b显示了处于原地状态中的图1a的耦合元件；

图1c显示了处于耦合增加的偏转状态的图1a的耦合元件；

图2示意性地显示了与发射器配置集成并且基于与图1a中所显示的耦合阵列兼容的耦合阵列的本发明的RF功率放大器的一个实施方式；

图3示意性地显示了图1a的实施方式的具有压电涂层的开关簧片；

图4示意性地显示了用于本发明的RF功率放大器的基于隔膜的耦合元件；

图5示意性地显示了用于本发明的RF功率放大器的基于扭转元件和护套的耦合元件。

具体实施方式

图1a在示意的透视图中示出了用于本发明的RF功率放大器的耦合阵列1。

耦合阵列1包括多个纳米大小的耦合元件2，其中每个纳米大小的耦合元件2具有彼此分离并且相对排列的第一开关簧片3a和第二开关簧片3b，但是第一开关簧片3a和第二开关簧片3b的自由端区域中有一些重叠(更多细节见图1b和1c)。将簧片3a、3b的彼此远离的端固定到悬架4a、4b中的每一个上；在本文中对于耦合阵列1的每一侧的全部簧片3a、3b使用共同的悬架4a、4b。簧片3a、3b可以利用它们的自由端在它们的最短尺度内垂直地振荡，即图1a中的上下振荡。

将耦合元件2分组成子阵列SA₁-SA₄。在图1a中的示意性说明中，为了简单起见显示了四个子阵列SA₁-SA₄，每个子阵列SA₁-SA₄具有3个耦合元件2，但是在实际实现中存在多得多的(典型而言为一千个或更多个)子阵列并且每个子阵列有多得多的(典型而言为数千个)耦合元件。子阵列的数目N和每个子阵列的耦合元件2的数量取决于所要求的带宽、所要求的频率分辨率、所要求的信号输出功率以及耦合接触的电气特性。

在每个子阵列SA₁-SA₄中，耦合元件2具有相同的物理尺度和特性，并且因此展现相同的谐振频率f₁-f₄以及(在制造公差之内的)相同的衰减。在所示的示例中，从第一个(前)子阵列SA₁到最后一个(后)子阵列SA₄，簧片3a、3b的长度增加，给予该耦合阵列1类似竖琴的设计。

由于耦合元件(“开关”)的每个子阵列(或分组)代表由 $\mathrm{\ω}\∝\sqrt{\frac{E}{\mathrm{\ρ}}}\frac{d}{l^2}$

(其中E＝杨氏模量，ρ＝特定质量，d＝簧片厚度，L＝簧片长度，ω＝2πf)给出的不同谐振频率，所以存在N个子阵列(在图1a中仅显示了其中的4个，即SA₁-SA₄)以根据它的频率分量ω_n(其中n＝1...N)组成想要的RF输出信号，其中N是要放大的RF输入信号中的离散频率分量点的数量。注意到在该方式中固有地执行上变频，因为该结构的自振荡频率集中在RF载波上。

可以由超短电脉冲触发耦合元件2自振荡，其中通过压电转换将该超短电脉冲转换成机械激励脉冲，其中该超短电脉冲是由该接触簧片(见图3)的合适的压电激活涂层使能的。

在图1b和图1c中示出了耦合元件2的簧片3a、3b的振荡(参照图1中的椭圆形标记)。

在图1b中，显示了簧片3a、3b的原地状态(无偏转状态)。在所显示的示例中，左簧片3a连接到恒定电压源(未显示)的负电极，并且右簧片3b连接到该恒定电压源的正电极。在该无偏转状态中，簧片3a、3b间隔相对大的间隙G1，并且因此簧片3a、3b之间的电场强度相对较低。结果，从簧片3a到簧片3b仅存在低的(并且实际上可忽略的)电子发射电流。在图1b中，还指示了簧片3a周围的区域5a，区域5a中在给定的电压上可以发生到相对(相邻)簧片的显著的电子隧穿。由于簧片3b在区域5a外部，所以从簧片3a到簧片3b还存在不显著的隧穿电流。总而言之，在图1b中的无偏转状态中，仅存在簧片3a、3b的低的并且实际上为零的耦合。

图1c显示了处于无偏转状态中的簧片3a、3b，其中簧片3a、3b的自由端彼此靠近(簧片3a的自由端向下弯曲，并且簧片3b的自由端向上弯曲)；在簧片的每个自振荡期间，达到该靠近状态(注意到在本文簧片3a、3b处于同一频率上并且处于180°的固定相位偏移上)。与G1相比，剩余的间隙G2相对小，并且典型而言仅处于数纳米的量级。依据相对小的间隙G2，簧片3a、3b之间的电场强度已增加。结果与图1b的无偏转状态相比，从簧片3a到簧片3b存在增加的电子发射电流。为了增加电子发射电流，可以利用低电子亲和力或负电子亲和力的材料(例如钻石)制作或涂覆簧片3a和/或3b。此外，环绕簧片3a的可以发生簧片3a到相对簧片的显著电子隧穿的区域5b已朝向簧片3b向下弯曲，使得簧片3b的自由端现在处于区域5b之中；因此显著的隧穿电流将从簧片3a流到簧片3b。总而言之，在图1c的无偏转状态中，在簧片3a与3b之间存在良好的耦合，并且因此在两个簧片3a、3b之间对于供电电压和对应的电源电流分别存在良好的导电性。

图2显示了本发明的RF功率放大器20的电气设置的示例性实施方式。

RF功率放大器20包括信号处理单元22，信号处理单元22接收关于将要放大的RF输入信号的频谱分量(即频率f₁...f_N、幅度c₁...c_N和相位Φ₁...Φ_N)的信息21(注意到根据本发明，还有可能具有集成到与信号处理单元中的分析单元，其中该分析单元识别直接馈入该信号处理单元的、要放大的RF输入信号的频谱分量)。利用该信息21，信号处理单元22计算用于激励脉冲的脉冲形状和定时。在所示的示例中，向激励脉冲生成器IG₁...IG_N发送该信息，其中，一个激励脉冲生成器IG₁...IG_N用于耦合阵列1的每个子阵列SA₁...SA_N。激励脉冲生成器IG_n基于来自信号处理单元22的脉冲形状和定时信息，创建用于它们各自的子阵列SA_n的激励脉冲。激励脉冲的幅度确定频谱分量的功率并且定时确定它的相位。脉冲形状和定时的计算基于基带等级上的频谱输入信息、RF输出信号的反馈抽样(见反馈环路23)以及参考时钟24。子阵列SA₁...SA_N之中的耦合元件的谐振频率f₁...f_N是固定的并且对应于RF输入信号的分析频谱分量的频率。在所示的示例中，将RF输出信号馈入天线网络25。

通过耦合阵列1引导在电源输入26处施加的电源电压(电功率)，在本文是直流(dc)电源电压，面临依赖于其中合并的耦合元件的子阵列SA₁...SA_N之中的耦合的阻抗。将子阵列SA₁...SA_N电并联。

作为一个示例，本发明的RF功率放大器20可以应用1kHz与50kHz之间的等步幅的频率分辨率，具有1MHz和50MHz之间的已分辨频率间隔的典型宽度。要放大的RF输入信号的中心频率典型而言在500MHz和10GHz之间。例如，利用50kHz的频率分辨率和50MHz的宽度，耦合阵列1包括大约1000个子阵列，即N＝1000。

图3以示例的方式在示意的透视图中显示了如图1a中所示的簧片3a的分层结构(涂层结构)。在耦合器接触31(其可以是图1a中的悬架4a的一部分)上，将簧片3a装配在一(左)端上，另一(右)端从耦合器接触31自由延伸出去。

簧片3a的基座结构在本文是用于支持电子发射35的层(或涂层)(“发射层”)和压电层(或涂层)32。将发射层35直接附接到耦合器接触31上，以将发射层35电连接到电压源(未显示)并且面对另一个簧片(参照图1b，例如簧片3b)。由绝缘层34a(如氧化物层)分离发射层35和压电层32。在压电层32之上，存在另一个绝缘层34b和金属涂覆37。

可以经由第一压电接触33a在压电层32的左(暴露)端电接触压电层32，并且经由通过上绝缘层34b触及的第二(窗口)接触33b在压电层32的右(覆盖)端电接触压电层32。第二(窗口)接触33b经由金属涂覆37电连接到耦合器接触31的区域中的金属涂覆接触36，使得到外部压电电压源的中间连接的区域即第一接触33a和金属涂覆接触36能够被良好触及并且在簧片振荡期间不受偏转。

通过在压电涂层32两端施加电压，可以例如使压电涂层32收缩，而发射层35保持在其原始长度，导致簧片3a在其自由右端向上弯曲。在电压施加结束之后，簧片3a将在其谐振频率上振荡，产生了随着谐振频率而变化的耦合。注意到簧片3a可以包括附加层，特别是为了将该发射层和该压电激活层作为涂层沉积在该附加层上，并且/或者为了更好地控制簧片3a的机械特性(如经由主导性特定质量的谐振频率)。还注意到可以应用压电多层结构来代替单个压电激活层32。注意到根据本发明，耦合元件并且在在本文是簧片3a的谐振频率，典型而言处于GHz的范围中。

图4显示了简单的基于隔膜的耦合元件41。耦合元件41包括与不易移动的耦合表面43相对布置的隔膜42(注意到可选择地可以将耦合表面43实现在另一个可移动的隔膜上)。隔膜42可以例如按照箭头指示的方式，在其谐振上相对于耦合表面43而振荡。结果，流经耦合元件41(见电接触44a、44b)的电流将以与隔膜42的谐振频率相对应的频率而振荡。为了开始自振荡，隔膜42具有压电涂层(未显示)。

图5基于扭转单元52和护套53示出了另一个耦合元件51。在固定的底座54上，扭转单元52(在本文具有棒形)和环绕扭转单元52的护套53使用它们的下端来固定。扭转单元52或者更具体而言扭转单元52的上端可以环绕它的垂直轴扭动(弹性旋转)(见箭头55)；在偏转之后，扭转单元52将在它的谐振频率上展现扭转振荡。可以借助两部分扭转脉冲(驱动)56a、56b来触发扭转振荡。

在扭转单元52的外表面上存在第一耦合表面57，第一耦合表面57覆盖大约该扭转单元的周长的三分之一。此外在护套53的内表面上存在第二耦合表面58，第二耦合表面58覆盖大约该内表面的周长的十分之一。在本文中第一耦合表面57和第二耦合表面58具有大致相同的面积大小。将耦合表面57、58连接到电源和RF信号输出(见接触44a、44b)。在振荡期间，两个耦合表面57、58改变它们的重叠(和距离)，并且因此耦合随着扭转振荡的谐振频率而改变。

所提出的发明实现高效率并且高线性度的功率放大器，此外该功率放大器与现有技术的RF功率发射器架构相比，不再需要D/A转换器和上变频模块。并且利用本发明的RF功率放大器不需要重建滤波器。可以更容易地通过简单地增加子阵列的数量来支持大的信号带宽。另外，分段收发器架构(分段频带的并行操作)变得可行而不会降低效率，因为这对于传统的例如基于AB类操作的宽带放大器而言是符合现实的。

Claims (14)

1.一种射频(＝RF)功率放大器(20)，包括：

-耦合阵列(1)，其包括多个纳米大小的耦合元件(2；41；51)，

其中，将所述耦合元件(2；41；51)分组成数目为N的子阵列(SA₁...SA_N)，每个子阵列(SA₁...SA_N)展现它的耦合元件(2；41；51)的机械自振荡的

·特定谐振频率(f₁...f_N)和

·特定衰减，

其中，对于每个子阵列(SA₁...SA_N)的所述耦合元件(2；41；51)，存在用于激励机械自振荡的激励装置，以及

-信号处理单元(22)，用于使用激励脉冲来控制所述激励装置，所述激励脉冲具有由所述信号处理单元(22)基于要放大的RF信号的频谱分量的估计所计算的脉冲形状和定时，所述频谱分量即为在与所述特定谐振频率相对应的所述频率(f₁...f_N)处的幅度(c₁...c_N)和相位(Φ₁...Φ_N)。

2.根据权利要求1所述的RF功率放大器(20)，包括数目为N的激励脉冲生成器(IG₁...IG_N)，其中，每个激励脉冲生成器(IG₁...IG_N)控制子阵列(SA₁...SA_N)的所述激励装置，并且其中由所述信号处理单元(22)控制所述激励脉冲生成器(IG₁...IG_N)。

3.根据权利要求1所述的RF功率放大器(20)，包括用于由所述信号处理单元(22)来分析所述耦合阵列(1)的RF输出信号的反馈环路(23)。

4.根据权利要求1所述的RF功率放大器(20)，其特征在于，所述激励装置包括压电元件，特别是在耦合元件(2；41；51)或耦合元件(2；41；51)的一部分上的压电涂层(32)。

5.根据权利要求1所述的RF功率放大器(20)，其特征在于，耦合元件(2)包括两个平行的、相对的并且部分重叠的簧片(3a，3b)。

6.根据权利要求5所述的RF功率放大器(20)，其特征在于，所述两个簧片(3a，3b)被设计为即使在紧密耦合状态中也保持空间分离。

7.根据权利要求1所述的RF功率放大器(20)，其特征在于，耦合元件(41)包括与耦合表面(43)相对布置的隔膜(42)，其中在机械自振荡期间所述隔膜(42)与所述耦合表面(43)之间的距离改变。

8.根据权利要求1所述的RF功率放大器(20)，其特征在于，耦合元件(51)包括：

-具有第一耦合表面(57)的扭转单元(52)，所述第一耦合表面仅覆盖所述扭转单元的周长的一部分，以及

-至少部分地容纳所述扭转单元(52)的护套(53)，其中，所述护套(53)包括第二耦合表面(58)，所述第二耦合表面仅覆盖所述护套的内周长的一部分。

9.根据权利要求1所述的RF功率放大器(20)，其特征在于，同一子阵列(SA₁...SA_N)中的所述耦合元件(2；41；51)具有相同的物理尺度和特性，从而以相同的机械谐振频率(f₁...f_N)为特征。

10.根据权利要求1所述的RF功率放大器(20)在电信系统中特别是在移动通信网络的基站中的使用。

11.根据权利要求1所述的RF功率放大器(20)在分段收发器架构中的使用。

12.一种用于放大RF信号的方法，包括以下步骤：

-分析要放大的RF信号的频谱分量，即在不同频率(f₁...f_N)处的幅度(c₁...c_N)和相位(Φ₁...Φ_N)，

-将电源电压特别是dc电源电压施加到包括多个纳米大小的耦合元件(2；41；51)的耦合阵列(1)，

其中将所述耦合元件(2；41；51)分组成数目为N的子阵列(SA₁...SA_N)，每个子阵列(SA₁...SA_N)展现它的耦合元件(2；41；51)的机械自振荡的

·与所述要放大的RF信号的频率分量(f₁...f_N)相对应的特定谐振频率(f₁...f_N)和

·特定衰减，

-根据所述要放大的RF信号的所述频谱分量，激励所述子阵列(SA₁...SA_N)的所述耦合元件(2；41；51)的机械自振荡。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，还根据所述耦合阵列(1)的RF输出信号来激励所述机械自振荡。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，由每个子阵列(SA₁...SA_N)的受激励的那部分耦合元件(2；41；51)来调整放大增益。

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