CN104579179A - 分功器的自适应调节 - Google Patents

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P·R·哈特
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Abstract

器件包括被配置为耦合到具有第一路径和第二路径的放大器的分功器。所述器件还包括耦合到第一和第二可变衰减器以及第一和第二可调节移相器的控制器。所述控制器被配置为监测所述放大器的每个所述第一路径和第二路径的相移和输出功率，以及基于所述放大器的每个所述第一路径和第二路径的所述相移和所述输出功率，调节至少所述第一和第二可变衰减器以及所述第一和第二可调节移相器以改变至所述放大器的每个所述第一路径和所述第二路径的输入信号。

Description

分功器的自适应调节
技术领域
本发明主题的实施例涉及放大器，更具体地说，涉及具有可调节分功器以及相位和功率检测器的放大器。
背景技术
Doherty放大器是通常用于无线通信系统的放大器。当今，例如，Doherty放大器越来越多地被应用于允许无线通信网络操作的基站中。Doherty放大器适合于在这类应用中使用，这是因为放大器包括了独立的放大路径——通常是载波路径和峰值路径。这两个路径被配置为在不同类操作。更具体地说，载波放大路径通常在AB类模式操作，而峰值放大路径被偏置，以便其在C类模式操作。当与平衡放大器进行比较的时候，其在无线通信应用中经常遇到的功率水平处允许改进的放大器的功率增加效率和线性度。
通常，分功器将输入信号提供给Doherty放大器中的每个放大路径。分功器或信号分配器或分配器是已知的，顾名思义，被用于将信号划分或分配为两个或更多个具有已知的、预定的幅度和相位关系的信号。
在Doherty放大器中，通常期望放大器对某个范围的输入信号表现出恒定的载波压缩。此外，期望匹配呈现给载波和峰值放大器的信号的幅度和相位成分，以便实现期望的负载调制，并且载波和峰值放大器的输出信号根据期望在放大器的输出处进行结合。
附图说明
在附图中，类似的参考符号表示贯穿单独视图的相同或功能相似的元素，所述参考符号连同下面详细说明书被并入和形成部分说明书，根据本发明主题起到进一步说明各种实施例并且解释各种原则以及优点的作用。
图1显示了包括主路径或载波路径和峰值路径的传统Doherty放大器排布。
图2显示了具有在反馈回路中被连接到控制器的功率输出和相移检测器的双路径放大器。
图3A和图3B是分别说明了位于示例放大器中的载波放大器和峰值放大器的增益响应的图表。
图3C是说明了放大器的增益输出的图表。
具体实施方式
总体来说，本公开描述了涉及放大器，更具体地说，涉及具有可调节分功器以及相位和功率检测器的放大器的发明主题的实施例。
在本公开中，系统的实施例结合Doherty放大器被描述，但应了解，在本公开中，在各种实施例中，Doherty放大器可被可选的双路径或多路径放大器(例如，具有不止两个放大器路径的放大器)所取代。
根据本发明，本公开被提供以在应用的时候以在制造和使用根据本发明的各种实施例的最佳模式的形式进一步解释。公开还被提供以增强对发明原理及其优点的理解和认识，而不是以任何方式限制本发明的范围。
还应了解关系术语的使用，例如第一和第二，顶部和底部等等，如果有的话，被单独地用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定需要或暗含在这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。
很多发明功能和很多发明原理最好用集成电路(IC)或在集成电路中实现，其中集成电路包括可能的特定于应用的IC或具有集成处理或控制或其它结构的IC。虽然有可能显著的努力和例如由可用时间，当前技术和经济考虑驱动的很多设计选择，然而当被本公开的概念和原理引导的时候，期望普通技术人员将容易地能够以最少的实验产生这样的IC和结构。因此，为了简洁和最小化模糊根据本发明下述实施例的原理和概念的任何风险，相对于各种实施例的原理和概念，这样的结构和IC的进一步讨论(如果有的话)将被限于最基本的。
Doherty放大器被用于很多无线应用中，这是由于该放大器在宽输出功率范围内实现了高效率并且可以通过使用各种线性化方案实现期望的线性度。在很多实现中，Doherty放大器包括两个放大器，载波或主放大器和峰值放大器。在对称Doherty放大器中，载波和峰值放大器大小相同。当今，对称Doherty放大器是常用的，但是采用了比载波放大器大的峰值放大器的非对称Doherty放大器提供了附加的效率提高的可能性。
在Doherty放大器中，输入信号在主和峰值放大路径或电路之间的输入或分功器处被划分。划分的信号随后由Doherty放大器的主和峰值放大器分离地放大，并在输出级被结合。当结合主和峰值放大器的输出的时候，可能期望对Doherty器件的输入分配器的相位和幅值或衰减做出细微调整，以在放大器的每个路径的输出之间提供最优的平衡。为了促进这一调整，放大器(例如Doherty放大器)可包括可以被用于将输入信号的配置微调到多个路径(例如主和峰值放大器)中的每一个的可调节功率分配器或分配器。放大器的实施例(例如Doherty放大器)还可包括可调节相位延迟和/或幅值调节，被配置为选择性地改变放大器的一个或多个路径的相移和/或幅值。
图1显示了包括主路径或载波路径和峰值路径的传统Doherty放大器排布10。如图1所示，分功器12耦合到Doherty放大器10的主路径或载波路径14和峰值路径16。分功器12被配置为将输入信号(例如，(RFIN)中的射频)划分成各自沿着不同放大路径传输的多个信号。每个放大路径可包括多个衰减器、移相器和/或放大器。在图1中，分功器12产生两个输出信号。
在一种实现中，分功器12可以包括功率分配器，其具有用于接收输入射频信号的输入18，以及第一和第二分配器输出。在某些实施例中，当被连接到对称Doherty放大器的时候，分功器12可将在输入18处接收的输入信号划分或划分成两个具有非常相似的相等功率的信号。在其它情况下，然而，分功器12可输出具有不相等功率的信号。
分功器12的输出被连接到主或载波放大器20和峰值放大器22。载波放大器20通过匹配网络或电路(未显示)耦合到分功器12的第一输出。峰值放大器22通过匹配网络或电路(未显示)耦合到分功器12的第二输出。正如本领域普通技术人员根据本发明说明书将了解的，载波和峰值放大器20和22可包含相对较低功率水平放大和相对较高功率水平放大的一个或多个级。
阻抗变换器或λ/4传输线相移元件24被连接在载波放大器20的输出和求和或输出节点之间，峰值放大器22的输出也耦合到求和节点。在一些实现中，由元件24引入的相移通过存在于由相移元件26引入的路径16上的90度相对相移而被补偿。
阻抗网络，包括阻抗28，起到将适当的负载阻抗呈现给每个载波放大器20和峰值放大器22的作用。输出负载30(例如，50欧姆)被连接到载波放大器20和峰值放大器22的输出。
放大器10被配置为使得载波放大器20给低电平输入信号提供放大，并且放大器20和22二者相结合操作以给高输入电平的信号提供放大。在一个实现中，载波放大器20被配置为放大从主路径14接收的信号，而只有当放大器的输入信号超过预定阈值(转换点α)，峰值放大器22才被配置为放大从峰值路径16接收的信号。
这可例如通过偏置载波放大器20以便载波放大器20以AB类模式操作，以及偏置峰值放大器22以便峰值放大器22以C类模式操作来实现。
图1中描绘的Doherty放大器10体系结构被广泛用于通信系统，这是由于体系结构在扩展的输入信号范围内高效率传送的能力。该体系结构还可以使用数字预畸变(DPD)技术更好地进行线性化。
Doherty放大器设计的一个难点涉及设计支持恒定载波放大器压缩的系统。此外，重要的是，适当地匹配呈现给载波和峰值放大器中的每一个的幅值和相位成分，以便实现期望的负载调制并且载波和峰值放大器的每一个的输出信号根据期望结合。
本发明公开提供了包括可调节分功器的多路径(例如，两个或更多个路径)放大器，其中该可调节分功器具有位于每个放大器路径上的(例如，位于每个载波和峰值路径上的)可调节衰减器和移相器，其允许对齐并优化放大器的每个路径(例如，载波和峰值路径)的射频性能。由于放大器的性能会受到多个变量，例如操作频率、器件温度以及放大器的输出功率的影响，本放大器合并了相位和输出功率反馈回路，从而允许器件自动调节被提供给放大器路径(例如，载波和峰值路径)的单独输入信号的幅值和相位。
在一个实现中，基于通过使用相位检测器测量的每个放大器的输出(例如，在每个载波放大器和峰值放大器的输出)的相位失真的测量来确定每个路径(例如，载波和峰值路径中的每一个)上的移相器的相位设定。类似的，基于通过使用功率检测器测量的每个放大器(例如，每个载波放大器和峰值放大器)的输出的功率来确定每个路径(例如，每个载波和峰值路径)上的可变衰减器的衰减设置。相位和功率检测器可以在放大器的输出(例如，在载波放大器的输出和峰值放大器的输出)处实施。
在该实现中，由功率、温度和/或频率变化引起的每个放大器(例如，每个载波放大器和峰值放大器)的幅值(am/am)失真和/或相位(am/pm)失真特性的变化可以实时或近实时地被检测到。然后，测得的变化可以被反馈到控制器，并用于确定可调节分功器的衰减和/或相位设定以补偿这些变化，并通过调节提供给每个放大器的输入信号提供提高的放大器性能。
图2描绘了根据实施例的放置在放大器的每个路径上的具有可变或可调节组件(例如可变衰减器和移相器)的双路径放大器500。放大器500包括对齐模块或分功器501。分功器501将输入信号划分到多个放大路径中，其中每个放大路径包括可调节组件，例如可变衰减器(例如，可变衰减器515、521中的一个)和可调节移相器(例如，移相器513、519中的一个)以及放大器(例如，放大器535、539中的一个)。
分功器501包括功率分配器505，其具有用于接收输入射频信号(RFIN)的输入507，以及第一和第二分配器输出509、511。在对称Doherty放大器中，功率分配器505进行操作以将在输入507处接收到的信号划分或分配成两个非常相似的(在一些实施例中)具有相等功率的信号。当所得到的信号分别是小于输入507处信号3dB的时候，功率分配器505的这种相等功率形式可被称为3分贝(dB)分配器。虽然3分贝分配器是典型的，但是在其它实施例中，具有多个输出或具有不相等信号输出的其它分配器可在一些应用中被塑造和使用。
分功器501包括第一可调节移相器513和第一可变衰减器515，它们耦合到第一分配器输出509并且被配置为用于提供第一功率输出517。应了解，可调节移相器513和可变衰减器515可以以任何顺序彼此串联耦合(例如，如图所示，移相器513在可变衰减器515后面，反之亦然)。分功器501包括第二可调节移相器519和第二可变衰减器521，它们耦合到第二分配器输出511并且被配置为用于提供第二功率输出523。如上所述，这些组件彼此串联耦合的顺序可以被改变。
在可调节分功器501的各种实施例中，第一和第二可调节移相器513、519分别被数字控制(例如，使用接口525)，并具有多个导致不同水平相移的状态。第一和第二可调节移相器513、519，例如，可以各自具有8个相移的状态，其中每个相移的状态定义了以角度表示的特定相移。在一个例子中，相移的状态可以被隔开大约6.5度。应了解，虽然通常基本上相同，但是第一和第二可调节移相器513、519可以具有不同的相移状态，覆盖不同的范围，并且彼此具有不同的步长。虽然被数字控制，在很多实施例中，可调节移相器是模拟移相器。
在分功器501的各种实施例中，第一和典型的第二可变衰减器515、521各自被数字控制(例如，使用接口525)，并具有多个衰减水平，其中衰减水平被隔开若干dB，在一个例子中，0.5dB隔开了各衰减水平。第一和第二可变衰减器515、521可以分别具有例如8个衰减状态或衰减水平，虽然在其它实施例中，它们可以具有更多或更少的衰减状态或衰减水平。应了解，虽然通常基本上相同，但是第一和第二可变衰减器515、521可以具有不同的衰减状态，覆盖不同的衰减范围，并且彼此具有不同的衰减步长。虽然被数字控制，但是在一些实施例中，可变衰减器是模拟衰减器。
分功器501的一些实施例还可包括被配置为用于在第一和第二功率输出517、523处的第一和第二信号之间添加固定相移的一个或多个可选的固定移相器(未示出)。在一些实施例中，这可以是被添加到一个放大路径(例如，输出509和功率输出517之间的放大路径，或输出511和功率输出523之间的放大路径)的固定和预定相移(例如，90度)。
在某些应用中(例如，在Doherty放大器503内)，90度相移被添加到放大器中的一个路径中，并且固定相移可以被用于偏移该放大器相移。在一些实施例中，固定相移对于在第一功率输出517处的第一信号包括在正或负方向上的相移(例如，负移位λ/8，例如负45度移位)，以及对于在第二功率输出523处的第二信号包括在相反方向上的相移(例如，正移位λ/8，例如正45度相移)。通过使用相反的符号，45度相移在功率输出517、523处的信号之间产生了90度的相对相移。移相器可以被实现为具有电感性和电容性电抗的集总元件电路。
接口525可以被配置和布置用于响应于在输入533处接收的输入，设置分功器501的可调节移相器513、519和可变衰减器515、521。通过使用接口525，控制器527可被配置为根据在本公开中描述的方法调整和改变分功器501。接口525的输入533(或输入/输出)可包括数据接口(例如，串行接口，例如未显示的串行外围接口(SPI))。数据接口(例如，SPI)可在与分功器501相同的集成电路芯片(例如，单硅或砷化镓芯片)上实现，或者数据接口和分功器501可在不同的集成电路芯片(例如，两个硅芯片、两个砷化镓芯片、或一个硅芯片(例如，用于SPI)和一个砷化镓芯片(例如，用于分功器501)的组合)上实现。
通常，通过使用多个通常是固态或集成的开关(例如那些实现为晶体管的开关)控制衰减器515、521和/或移相器513、519。因此，接口525可以被提供有对于所有衰减器515、521和移相器513、519中的所有开关的状态信息，并且接口525充当一个或多个锁存缓冲器，其具有被布置并耦合以确保所有开关都处于合适的ON或OFF状态的输出。或者，接口525可以被提供编码值(例如，二进制值)或两个或更多个编码值，其中每个编码值唯一地指定每个衰减器515、521和移相器513、519的状态。例如，如果移相器513、519和衰减器515、521是8个状态的器件，则用于其每一个的3位编码值可以被用于唯一地指定特定状态。因此，在操作过程中，4个这样的编码值可以被提供给接口525(例如，一个用于每个衰减器515、521，并且一个用于每个移相器513、519)。然后，接口525可以将每个编码值转换成用于每个衰减器515、521和移相器513、519的合适的控制信号(例如，开关控制信号)，并且锁存这些值。在其它实施例中，四个器件513、515、519、521中的每个器件的相移和衰减量可被发送到接口525，并且接口525可以确定适当状态以实现期望的移位和衰减。在另一替代实施例中，接口525可以接收地址或偏移量，并且可以根据接收的地址或偏移量在查找表(未显示)中查找相位状态和/或衰减器状态信息。
放大器500的Doherty放大器503包括通过匹配网络或电路(未显示)耦合到第一功率输出517的主或载波放大器535和通过匹配网络或电路(未显示)耦合到第二功率输出523的峰值放大器539。正如本领域普通技术人员根据本发明说明书将了解的，载波和峰值放大器535、539可包含一个或多个级的相对较低功率水平放大和相对较高功率水平放大。例如，载波放大器535可包括具有一个或多个低功率水平放大器535a的第一级和具有高功率水平放大器的第二级或最终级535b。同样，峰值放大器539可包括具有一个或多个低功率水平放大器539a的第一级和具有高功率水平放大器的第二级或最终级539b。
载波和峰值放大器535、539通过各自的输出匹配电路(未显示)耦合到Doherty组合器547和输出节点549。Doherty组合器547被配置为使得载波放大器535提供对于较低电平信号的放大，并且当输入信号超过了转换点α时，放大器535、539组合操作以提供对于较高电平信号的放大。这可例如通过偏置载波放大器535来实现，以便其在AB类模式中操作，并且偏置峰值放大器539，以便其在C类模式中操作。在实施例中，阻抗变换器或λ/4线相移元件547被连接到载波放大器535的输出和求和节点549之间。在替代实施例中，放大器500可以具有“反Doherty”配置。在这样的配置中，阻抗变换器或λ/4线相移元件547被连接到峰值放大器539的输出和求和节点549之间，而不是连接到载波放大器535的输出和求和节点549之间。
放大器500的更复杂的实现是可以的，其中分功器501具有三个或更多个输出，并且Doherty放大器503具有一个载波放大器和两个或更多个峰值放大器，例如，其中每个峰值放大器被偏置在不同的C类操作点。在这样的实施例中，分功器501可包括三个或更多个路径，每个都包括可调节移相器和可变衰减器。
在本系统的实施例中，可变衰减器515、521和移相器513、519由控制器527控制以形成被输入至一个或多个放大器(例如，载波放大器535和/或峰值放大器539)的信号以提供放大器500的改进或期望的响应。
为了帮助控制器527形成至载波放大器535和峰值放大器539中每一个的输入信号，放大器500包括分别耦合到载波路径和峰值路径的相位和功率检测器553和555。检测器553和555被配置为分别测量放大器的信号特性，例如载波放大器535和峰值放大器539的输出功率和相移和/或失真。在测量输出功率的时候，检测器553和555可被配置为测量分别由载波放大器535和峰值放大器539输出的输出信号的包络的幅值(例如，峰值包络电压、平均包络电压、峰值包络功率、平均包络功率或相对于信号的一些其它功率或电压测量)。
在图2中，检测器553和555被描绘为连接到放大器500的单一组件。然而，在其它实施中，每个检测器553和555可被实施为多个单独组件，其中一个组件或一组组件被配置为检测相移，而另一组件或一组组件被配置为检测输出功率。检测器553和555可例如通过使用特定于应用的集成电路实施。检测器553和555被配置为以如果不高于则至少等于输入信号频率的频率对放大器的每个路径上的输出幅值和相移或失真进行采样。通常，检测器553和555显示出低损耗，并具有足够的动态范围和频率响应，以精确地测量输出功率和相移。
检测器553和555耦合到控制器527，从而允许控制器527从检测器553和555接收数据信号，从而监测放大器500的每个路径的相移和输出功率。通过监测该输出，控制器527随后可以控制可变衰减器515和521和可调节移相器513和519，以形成被输入至载波放大器535和峰值放大器539中每一个的信号，以实现期望的放大器500的输出。
分功器501的幅值和相位的这种自适应调节可以改变放大器500的操作，以更紧密地匹配期望的响应。通常，控制器527可被配置为优化放大器500的性能，进而实现最大峰值功率、改进线性度、或使效率最大化，然而，控制器527也可被配置为优化放大器500以实现其它期望的性能特性。
由于存在可能导致放大器500从其期望操作偏离的大量不可控因素(例如，器件-器件变化(包括增益、AM/PM、偏置变化等等)，无源组件-组件变化(例如，无源组件中的电容和电感变化)、印刷电路板(PCB)材料变化、随着温度的性能变化等等)，检测器553和555作为反馈器件操作，从而允许控制器527监测放大器500的操作并控制可变衰减器515和521以及可调节移相器513和519，以抵消这些因素，并将放大器500返回到其期望操作。
通常，控制器527被配置为使用检测器553和555分别监测信号特性，例如载波放大器535的相移(ΦC)和输出功率(AC)，以及峰值放大器539的相移(ΦP)和输出功率(AP)，以检测与期望的放大器500的操作的偏离。当控制器527检测到与期望操作的偏离时，控制器527改变可变衰减器515和521和可调节移相器513和519中的一个或多个的状态，以改变被输入至载波放大器535和/或峰值放大器539的信号以补偿这些偏离。正如上面所讨论的，该偏离可能由大量因素产生，其中这些因素在放大器500的整体设计中不能被轻易预见到或考虑到。
例如，如果放大器500的期望操作需要载波放大器535和峰值放大器539的输出之间的特定相移(例如，90度相移)，但控制器527基于源自检测器553和555的反馈信号检测到不同的相移，那么控制器527可以调节一个或多个可调节移相器513和519以实现放大器的期望输出。类似的，如果控制器527基于源自检测器553和555的反馈信号检测到载波放大器535和峰值放大器539中的一个或多个的输出功率偏离了期望值，那么控制器527可以调节可变衰减器515和521中的一个或多个以实现期望的输出功率。
例如，为了优化放大器500的输出功率，分功器501可以通过控制器527被调节，以便当到达输出节点549的时候，载波放大器535和峰值放大器539的输出信号的功率相等。此外，分功器501可以被调节，以便当到达输出节点549的时候，载波放大器535和峰值放大器539的输出信号具有相同的相位，从而提供更优的信号组合。
在实施例中，为了优化放大器500的输出效率，分功器501被调节，以便载波放大器535的输出功率在幅值上高于峰值放大器539的输出功率。这可涉及调节移相器513和519，以便Φc＝Φp+Φoffset，其中Φoffset可从额定90度的相位被调节，以在节点549获得改进的信号结合。此外，例如，通过控制可变衰减器521，AP被减小以实现最大效率，这可导致放大器500的峰值功率的整体减小。
在实施例中，为了优化放大器500的线性度，分功器501被调节，以便峰值放大器539的输出信号在幅值上高于载波放大器535的输出信号。这可涉及调节分功器501(并且，具体地，可调节移相器513和519)，以便Φc＝Φp+Φoffset，其中Φoffset可从额定90度的相位被调节，以在节点549获得改进的信号结合。此外，例如，通过控制可变衰减器521，Ac被减小以实现最佳线性度，这可导致放大器500的峰值功率的整体增加。
在一些情况下，放大器500可以以在线性度和效率之间提供权衡的方式被优化。这可涉及调节分功器501(并且，具体地，可调节移相器513和519)，以便Φc＝Φp+Φoffset，其中Φoffset可大约是但不一定正好是90度。此外，可变衰减器515和521可被调节，以便当峰值放大器运行时，Ac等于AP。
虽然在图2中被连接到载波放大器535和峰值放大器539的最终级的输出，然而检测器553和555实际上可以以其它方式连接到放大器500，该方式允许测量放大器500的一个或多个路径的相位失真和输出功率。
因此，在一些实施中，在替代配置中，检测器553和555可替代地连接到放大器500。例如，在载波放大器535和/或峰值放大器539包括多个级(例如，驱动器级535a和539a和最终级535b和539b)的情况下，检测器553和555可连接到任何驱动器级或最终级的输出以测量相移和输出功率。
参考图2，例如，检测器553可被连接到载波放大器535的驱动器级535a和最终级535b之间，以及检测器555可被连接到峰值放大器539的驱动器级539a和最终级539b之间。在这种配置中，检测器553和555可被限制为检测载波放大器535和峰值放大器539的驱动器级535a和539a的相移和输出功率。因此，检测器553和555可以不能测量载波放大器535和峰值放大器539的最终级535b和539b的任何相位失真或输出功率。在这种情况下，控制器527可以估计载波放大器535和峰值放大器539的输出功率和相移。这可以涉及，例如，从检测器553和555接收输出功率和相移测量，然后基于载波放大器535和峰值放大器539的最终级535b和539b的预期相移和输出功率改变那些值。鉴于放大器的设计和制作方法，该预期相移和输出功率可基于载波放大器535和峰值放大器539的预期操作。
在放大器500的设计期间，例如，在制作放大器535和539过程中的一些潜在差异可以被仿真，并且调节衰减和相位以产生最佳效率，或功率输出，或功率和效率之间的权衡可以使用这些仿真来确定。类似的，生产单元(即，放大器535和539的生产单元)的样本可以被分析或测试，以测量放大器中的实际生产差异。通过使用这些测量，由控制器527提供的用于实现最佳性能的衰减和相位调节量可以根据经验来为采样的器件确定。这个信息可以被用作控制器527的算法的一部分以提供优化的放大器500的性能。
在该配置中，虽然检测器553和555可以仅能测量载波放大器535和峰值放大器539的第一级535a和539a的相移和输出功率，但是检测器553和555也可以测量低信号电平，从而潜在地简化了检测器553和555的配置，并降低其功耗。
在各种其它实施例中，检测器553和555可沿着放大器500的载波路径和峰值路径中的每一个被连接在各种其它点中的任何一个。相移检测器和输出功率检测器可被配置为测量在相同节点或沿着路径的点的信号，或在特定的路径上传送的信号的相移和输出功率可沿着该路径在不同点被测量。例如，输出功率可在载波放大器535和峰值放大器539的最终级535b和539b的输出处被测量，而相移可在载波放大器535和峰值放大器539的第一级535a和539a的输出处被测量。此外，检测器553和555的配置不必是对称的，以便检测器553和555(以及其每一个的输出功率检测器和相移检测器)可被连接在其各自路径的不同点处。在一些实现中，在放大器具有N个路径的情况下，可以使用小于N个的检测器，以便不对一个或多个放大器路径进行相位和/或输出功率测量。
图3A和图3B是分别说明了位于放大器的示例实施例中的载波放大器和峰值放大器的增益响应的图表。图3C显示了在载波放大器和峰值放大器的输出已在输出节点被结合之后的放大器实施例的增益响应。每个图表的纵轴表示增益，而横轴表示输出功率(Pout)。实线表示所期望的响应。
参考图3A，载波放大器的实际增益(由虚线表示)被描绘为小于期望增益(由实线表示)。该不足可以归因于许多因素，例如环境因素或载波放大器的制作缺陷。载波放大器的增益的减少在整个放大器的输出中被反映出来，其在图3C中由虚线表示，并且类似地减小。
根据实施例，因此，监测载波放大器的输出功率的控制器(例如，图2的控制器527)可以检测载波放大器的输出的减小并改变放大器的分功器以潜在地通过调节放大器载波路径中的一个或多个可变衰减器和可调节移相器来进行补偿。这可以将整个放大器的输出移位到更接近理想化的输出，正如图3C中的实线所表示的。
已参照双路径Doherty放大器器件描述了各种方法和系统。然而，这些方法可以推广到具有三个或更多放大器路径的多路径放大器。在这种情况下，合适的相移检测器和输出功率检测器可以连接到放大器的每个路径。如上所述，检测器可以被配置为检测每个路径上的放大器的相移和输出功率。由检测器捕获的数据可以随后被提供给被配置为调节放大器的每个路径的衰减和相移的控制器。因此，通过使用由检测器捕获的数据，该控制器被配置为调节放大器的每个路径的衰减和相移以实现放大器的更加期望的操作。因此，本公开可以推广到具有N个放大器和相应数量的相移和输出功率检测器的多路径放大器。
一种器件的实施例包括分功器，被配置为耦合到具有第一路径和第二路径的放大器；第一可调节衰减器和第一可调节移相器，连接到所述放大器的所述第一路径；第二可调节衰减器和第二可调节移相器，连接到所述放大器的所述第二路径。所述器件包括控制器，耦合到所述第一和第二可变衰减器以及所述第一和第二可调节移相器。所述控制器被配置为监测所述放大器的所述第一路径和第二路径中每一个的相移和输出功率；以及基于所述放大器的所述第一路径和第二路径中每一个的所述相移和所述输出功率，调节所述第一和第二可变衰减器以及所述第一和第二可调节移相器中的至少一个，以改变所述放大器的所述第一路径或所述第二路径的输入信号。
一种器件的实施例包括控制器，被配置为耦合到具有第一路径和第二路径的放大器。所述控制器被配置为监测从所述放大器的所述第一路径和第二路径中的至少一个的相移和输出功率中选择的一个或多个信号特性；以及基于所监测的一个或多个信号特性，调节从耦合到所述第一路径的第一可变衰减器、耦合到所述第一路径的第一可调节移相器、耦合到所述第二路径的第二可变衰减器以及耦合到所述第二路径的第二可调节移相器中选择的一个或多个可调节组件的操作，以改变所述放大器的所述第一路径或所述第二路径或两者的输入信号。
一种方法的实施例包括监测从放大器的第一路径和第二路径中的一个或两者的相移和输出功率中选择的一个或多个信号特性；以及基于所监测的一个或多个信号特性，调节从耦合到所述第一路径的第一可变衰减器、耦合到所述第一路径的第一可调节移相器、耦合到所述第二路径的第二可变衰减器以及耦合到所述第二路径的第二可调节移相器中选择的一个或多个可调节组件的操作。
一种器件的实施例包括分功器，被配置为耦合到具有第一路径和第二路径的放大器；一个或多个第一可调节组件，连接到所述放大器的所述第一路径；一个或多个第二可调节组件，连接到所述放大器的所述第二路径。所述器件包括控制器，耦合到所述一个或多个第一和第二可调节组件。所述控制器被配置为监测从所述放大器的所述第一路径或第二路径或两者上传送的信号的相移和输出功率中选择的一个或多个信号特性；以及基于所监测的一个或多个信号特性，调节所述一个或多个第一和第二可调节组件中的至少一个，以改变所述放大器的所述第一路径或所述第二路径或两者的输入信号。
根据本发明，本公开是旨在解释如何塑造和使用各种实施例，而不是限制本发明真正的、预期的以及清楚的范围和精神。前述描述不旨在详细说明或限制本发明为公开的精确形式。基于上述本专利所教之内容可做出改变和变化。实施例被选择并且被描述以提供本发明原则的最好的说明及其实际应用，以及使本领域所属的普通技术人员能够在各种实施例中使用本发明并且各种改变适合于考虑在内的特殊使用。当被公平地、合法地以及公正地命名的幅度被解释的时候，所有这些改变和变化在附加权利要求中定义的本发明范围内，而权利要求书可能在本专利申请未决期间被修改。

Claims (21)

1.一种器件，包括：
分功器，被配置为耦合到具有第一路径和第二路径的放大器；
第一可调节衰减器和第一可调节移相器，连接到所述放大器的所述第一路径；
第二可调节衰减器和第二可调节移相器，连接到所述放大器的所述第二路径；
控制器，耦合到所述第一和第二可变衰减器以及所述第一和第二可调节移相器，所述控制器被配置为：
监测所述放大器的所述第一路径和第二路径中每一个的相移和输出功率；以及
基于所述放大器的所述第一路径和第二路径中每一个的所述相移和所述输出功率，调节所述第一和第二可变衰减器以及所述第一和第二可调节移相器中的至少一个，以改变所述放大器的所述第一路径或所述第二路径的输入信号。
2.根据权利要求1所述的器件，其中所述放大器包括Doherty放大器。
3.根据权利要求2所述的器件，其中所述放大器包括：
峰值放大器，耦合到所述放大器的所述第二路径；
第一相移检测器，耦合到所述峰值放大器和所述控制器；以及
第一输出功率检测器，耦合到所述峰值放大器和所述控制器。
4.根据权利要求3所述的器件，其中所述峰值放大器包括第一级和第二级，并且所述第一相移检测器和所述第一输出功率检测器中的至少一个耦合到所述峰值放大器的所述第一级和所述第二级之间。
5.根据权利要求3所述的器件，其中所述放大器包括：
载波放大器，耦合到所述放大器的所述第一路径；
第二相移检测器，耦合到所述载波放大器和所述控制器；以及
第二输出功率检测器，耦合到所述载波放大器和所述控制器。
6.根据权利要求5所述的器件，其中所述载波放大器包括第一级和第二级，并且所述第二相移检测器和所述第二输出功率检测器中的至少一个耦合到所述载波放大器的所述第一级和所述第二级之间。
7.根据权利要求1所述的器件，其中所述控制器被配置为改变所述放大器的所述第一路径或所述第二路径的输入信号，以优化所述放大器的输出功率、所述放大器的线性度以及所述放大器的效率中的至少一个。
8.一种器件，包括：
控制器，被配置为耦合到具有第一路径和第二路径的放大器，所述控制器被配置为：
监测从所述放大器的所述第一路径和第二路径中的至少一个的相移和输出功率中选择的一个或多个信号特性；以及
基于所监测的一个或多个信号特性，调节从耦合到所述第一路径的第一可变衰减器、耦合到所述第一路径的第一可调节移相器、耦合到所述第二路径的第二可变衰减器以及耦合到所述第二路径的第二可调节移相器中选择的一个或多个可调节组件的操作，以改变所述放大器的所述第一路径或所述第二路径或两者的输入信号。
9.根据权利要求8所述的器件，其中所述放大器包括Doherty放大器。
10.根据权利要求9所述的器件，其中所述放大器包括：
峰值放大器，耦合到所述放大器的所述第二路径；
第一相移检测器，耦合到所述峰值放大器和所述控制器；以及
第一输出功率检测器，耦合到所述峰值放大器和所述控制器。
11.根据权利要求10所述的器件，其中所述峰值放大器包括第一级和第二级，并且所述第一相移检测器和所述第一输出功率检测器中的至少一个耦合到所述峰值放大器的所述第一级和所述第二级之间。
12.根据权利要求10所述的器件，其中所述放大器包括：
载波放大器，耦合到所述放大器的所述第一路径；
第二相移检测器，耦合到所述载波放大器和所述控制器；以及
第二输出功率检测器，耦合到所述载波放大器和所述控制器。
13.根据权利要求12所述的器件，其中所述载波放大器包括第一级和第二级，并且所述第二相移检测器和所述第二输出功率检测器中的至少一个耦合到所述载波放大器的所述第一级和所述第二级之间。
14.根据权利要求8所述的器件，其中所述控制器被配置为改变所述放大器的所述第一路径或所述第二路径的输入信号，以优化所述放大器的输出功率、所述放大器的线性度以及所述放大器的效率中的至少一个。
15.一种方法，包括：
监测从放大器的第一路径和第二路径中的一个或两者的相移和输出功率中选择的一个或多个信号特性；以及
基于所监测的一个或多个信号特性，调节从耦合到所述第一路径的第一可变衰减器、耦合到所述第一路径的第一可调节移相器、耦合到所述第二路径的第二可变衰减器以及耦合到所述第二路径的第二可调节移相器中选择的一个或多个可调节组件的操作。
16.根据权利要求15所述的方法，其中调节所述一个或多个可调节组件的操作包括改变所述放大器的所述第一路径或所述第二路径的输入信号，以优化所述放大器的输出功率、所述放大器的线性度以及所述放大器的效率中的至少一个。
17.根据权利要求15所述的方法，包括调节所述一个或多个可调节组件的操作，以使所述第一路径的所述输出功率基本上等于所述第二路径的所述输出功率。
18.根据权利要求15所述的方法，包括调节所述一个或多个可调节组件的操作，以将所述第一路径的所述相移和所述第二路径的所述相移之间的差设置为目标相移值。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述目标相移值基本上等于90度。
20.根据权利要求15所述的方法，包括调节所述一个或多个可调节组件的操作，以使所述第一路径的所述输出功率大于所述第二路径的所述输出功率。
21.一种器件，包括：
分功器，被配置为耦合到具有第一路径和第二路径的放大器；
一个或多个第一可调节组件，连接到所述放大器的所述第一路径；
一个或多个第二可调节组件，连接到所述放大器的所述第二路径；
控制器，耦合到所述一个或多个第一和第二可调节组件，所述控制器被配置为：
监测从所述放大器的所述第一路径或第二路径或两者上传送的信号的相移和输出功率中选择的一个或多个信号特性；以及
基于所监测的一个或多个信号特性，调节所述一个或多个第一和第二可调节组件中的至少一个，以改变所述放大器的所述第一路径或所述第二路径或两者的输入信号。
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