CN108649974B - 一种功率放大器及射频发射机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种功率放大器及射频发射机，涉及通信技术领域。该功率放大器包括信号输入端、推动级放大器、控制模块、第一传送模块、第二传送模块、第一功率放大模块以及第二功率放大模块，控制模块用于依据接收到的输入信号的信号类型控制第一传送模块及第二传送模块的状态，以使放大信号通过第一传送模块传送至第一功率放大模块或通过第一传送模块、第二传送模块传送至第二功率放大模块以及控制第一功率放大模块或第二功率放大模块开启；由于输入信号与实际业务量有关，从而功率放大器可依据业务量的实际大小，灵活选择第一功率放大模块或第二功率放大模块对输入信号进行处理，以使得功率放大器在各种业务量的情况下，均具有较高的效率。

Description

一种功率放大器及射频发射机

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种功率放大器及射频发射机。

背景技术

在现代无线通信系统中，射频收发信机是基站射频拉远单元(Radio RemoteUnit，RRU)中非常重要的组成部分。而功率放大器是收发信机中最关键的部分，功率放大器的性能将对整个RRU的性能起决定性的作用，因而各种类型的功率放大器应用而生，其中应用较为广泛的是Doherty结构功率放大器。但在实际应用中，Doherty结构功率放大器一般只能保证在满额定功率输出的情况下得到比较高的效率，而在非满额定功率输出的情况下效率将变得比较低，特别是工作在满额定功率回退比较多的情况下，效率将大幅下降。

在现有技术中，可通过以下方法解决上述问题：在满额定功率输出的情况下，通过控制切换开关，采用Doherty结构功率放大器对信号进行放大处理；而在非满额定功率输出的情况下，则通过切换开关直接控制信号通过隔离器输出，即在低业务量的情况下，完全依靠推动级功放直接输出来提升低业务量下的功放效率，但这种方法在Doherty结构功率放大器增益很高时，对于非满额定功率输出情况下的功放效率的提升较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种功率放大器及射频发射机，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种功率放大器，所述功率放大器包括：信号输入端、推动级放大器、控制模块、第一传送模块、第二传送模块、第一功率放大模块以及第二功率放大模块，所述信号输入端、所述推动级放大器、所述第一传送模块以及所述第一功率放大模块依次电连接，所述第二传送模块与所述第二功率放大模块电连接，所述第一传送模块与所述第二传送模块电连接，所述控制模块与所述第一传送模块、第二传送模块、第一功率放大模块以及第二功率放大模块均电连接；

所述信号输入端用于接收输入信号，所述推动级放大器用于对所述输入信号进行处理以输出放大信号，所述控制模块用于与一基带处理单元电连接，以接收所述基带处理单元传送的所述输入信号的信号类型；

所述控制模块还用于依据所述信号类型控制所述第一传送模块及第二传送模块的状态，以使所述放大信号通过所述第一传送模块传送至所述第一功率放大模块并同时控制所述第一功率放大模块开启或通过所述第一传送模块、所述第二传送模块传送至所述第二功率放大模块并同时控制所述第二功率放大模块开启。

进一步地，所述输入信号的信号类型包括第一类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第一类型的输入信号时，控制所述第一传送模块导通以及控制所述第二传送模块断开，以使所述放大信号通过所述第一传送模块传送至所述第一功率放大模块。

进一步地，所述输入信号的信号类型包括第二类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第二类型的输入信号时，控制所述第一传送模块断开以及控制所述第二传送模块导通，以使所述放大信号通过所述第一传送模块、所述第二传送模块传送至所述第二功率放大模块。

进一步地，所述第一传送模块包括第一电桥以及第一开关单元，所述第二传送模块包括第二电桥以及第二开关单元，所述第一功率放大模块包括第一主功放以及第一辅助功放，所述第二功率放大模块包括第二主功放以及第二辅助功放，所述推动级放大器、所述第一电桥以及所述第一开关单元依次电连接，所述第一开关单元与所述第一主功放以及所述第一辅助功放均电连接，所述第二电桥与所述第一电桥及所述第二开关单元均电连接，所述第二开关单元与所述第二主功放以及所述第二辅助功放均电连接，所述控制模块与所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第一主功放、所述第一辅助功放、所述第二主功放以及所述第二辅助功放均电连接，以用于依据所述信号类型控制所述第一开关单元以及第二开关单元的状态并同时控制所述第一主功放与所述第一辅助功放开启或同时控制所述第二主功放与所述第二辅助功放开启。

进一步地，所述功率放大器还包括负载，所述第二电桥通过所述负载接地。

进一步地，所述功率放大器还包括隔离器，所述隔离器与所述第一功率放大模块以及所述第二功率放大模块均电连接，用于输出经所述第一功率放大模块或所述第二功率放大模块放大后的输出信号。

第二方面，本发明实施例还提供了另一种功率放大器，所述功率放大器包括：信号输入端、推动级放大器、控制模块、第一传送模块、第二传送模块至第N传送模块、第一功率放大模块、第二功率放大模块至第N功率放大模块，所述信号输入端、所述推动级放大器、所述第一传送模块以及所述第一功率放大模块依次电连接，所述第二传送模块与所述第二功率放大模块电连接，所述第M传送模块与所述第M功率放大模块电连接，所述第一传送模块、所述第二传送模块至所述第N传送模块依次电连接，所述控制模块与所述第一传送模块、所述第二传送模块至所述第N传送模块、所述第一功率放大模块、所述第二功率放大模块至所述第N功率放大模块均电连接，其中N大于或等于3，M大于或等于3且小于或等于N；

所述信号输入端用于接收输入信号，所述推动级放大器用于对所述输入信号进行处理以输出放大信号，所述控制模块用于与一基带处理单元电连接，以接收所述基带处理单元传送的所述输入信号的信号类型；

所述控制模块用于依据所述信号类型控制所述第一传送模块、所述第二传送模块至所述第N传送模块的状态，以使所述放大信号通过所述第一传送模块传送至所述第一功率放大模块并同时控制所述第一功率放大模块开启以及控制所述第二功率放大模块至所述第N功率放大模块关闭或通过所述第一传送模块、所述第二传送模块传送至所述第二功率放大模块并同时控制所述第二功率放大模块开启以及控制所述N个功率放大模块中除所述第二功率放大模块之外的其他功率放大模块关闭或通过所述第一传送模块、第二传送模块至所述第M传送模块传送至所述第M功率放大模块并同时控制所述第M功率放大模块开启以及控制所述N个功率放大模块中除所述第M功率放大模块之外的其他功率放大模块关闭。

进一步地，所述输入信号的信号类型包括第一类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第一类型的输入信号时，控制所述第一传送模块导通以及控制所述第二传送模块至所述第N传送模块断开，以使所述放大信号通过所述第一传送模块传送至所述第一功率放大模块。

进一步地，所述输入信号的信号类型包括第二类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第二类型的输入信号时，控制所述第二传送模块导通以及控制所述N个传送模块中除所述第二传送模块之外的其他传送模块断开，以使所述放大信号通过所述第一传送模块、所述第二传送模块传送至所述第二功率放大模块。

进一步地，所述输入信号的信号类型包括第M类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第M类型的输入信号时，控制所述第M传送模块导通以及控制所述N个传送模块中除所述第M传送模块之外的其他传送模块断开，以使所述放大信号通过所述第一传送模块、所述第二传送模块至所述第M传送模块传送至所述第M功率放大模块。

进一步地，所述第N传送模块包括第N电桥，所述功率放大器还包括负载，所述第N电桥通过所述负载接地。

第三方面，本发明实施例还提供了一种射频发射机，所述射频发射机包括功率放大器，所述功率放大器包括：信号输入端、推动级放大器、控制模块、第一传送模块、第二传送模块、第一功率放大模块以及第二功率放大模块，所述信号输入端、所述推动级放大器、所述第一传送模块以及所述第一功率放大模块依次电连接，所述第二传送模块与所述第二功率放大模块电连接，所述第一传送模块与所述第二传送模块电连接，所述控制模块与所述第一传送模块、第二传送模块、第一功率放大模块以及第二功率放大模块均电连接；

所述信号输入端用于接收输入信号，所述推动级放大器用于对所述输入信号进行处理以输出放大信号，所述控制模块用于与一基带处理单元电连接，以接收所述基带处理单元传送的所述输入信号的信号类型；

所述控制模块还用于依据所述信号类型控制所述第一传送模块及第二传送模块的状态，以使所述放大信号通过所述第一传送模块传送至所述第一功率放大模块或通过所述第一传送模块、所述第二传送模块传送至所述第二功率放大模块；

所述控制模块还用于依据所述信号类型控制所述第一功率放大模块或第二功率放大模块开启。

本发明实施例提供的功率放大器，通过信号输入端、推动级放大器、第一传送模块以及第一功率放大模块依次电连接，第二传送模块与第二功率放大模块电连接，第一传送模块与第二传送模块电连接，控制模块与第一传送模块、第二传送模块、第一功率放大模块以及第二功率放大模块均电连接，第一传送模块和第二传送模块电连接，控制模块用于依据接收到的输入信号的信号类型控制第一传送模块及第二传送模块的状态，以使放大信号通过第一传送模块传送至第一功率放大模块或通过第一传送模块、第二传送模块传送至第二功率放大模块以及控制第一功率放大模块或第二功率放大模块开启；由于输入信号与实际业务量有关，从而功率放大器可依据业务量的实际大小，灵活选择第一功率放大模块或第二功率放大模块对输入信号进行处理，以使得功率放大器在各种业务量的情况下，均具有较高的效率。

本发明实施例提供的射频发射机，通过应用上述功率放大器，从而提高了整个射频发射机的性能及效率，从而达到节省用电成本的效果，同时也为绿色节能减排做出重要贡献。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明第一实施例提供的一种功率放大器的功能模块图。

图2示出了本发明第一实施例提供的功率放大器的电路结构框图。

图3示出了本发明第一实施例提供的另一种功率放大器的功能模块图。

图4示出了本发明实施例提供的第一主匹配网络的电路结构框图。

图5示出了本发明第二实施例提供的功率放大器的功能模块图。

图6示出了本发明第三实施例提供的射频发射机的功能模块图。

图标：100-功率放大器；110-信号输入端；120-推动级放大器；130-控制模块；140-第一传送模块；142-第一电桥；144-第一开关单元；1442-第一主开关；1444-第一辅助开关；150-第二传送模块；152-第二电桥；154-第二开关单元；1542-第二主开关；1544-第二辅助开关；160-第一功率放大模块；161-第一主功放；162-第一主匹配网络；1621-第一管子内阻；1622-第一管子寄生；1623-第一管子内部匹配；1624-第一管子外部匹配；1625-第一管子外部补偿线；163-第一辅助功放；164-第一辅助匹配网络；165-第一阻抗变换器；170-第二功率放大模块；171-第二主功放；172-第二主匹配网络；173-第二辅助功放；174-第二辅助匹配网络；175-第二阻抗变换器；180-隔离器；210-第N传送模块；220-第N功率放大模块；300-射频发射机；310-天线；320-滤波器；330-混频器；340-中频放大器；350-中频滤波器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

第一实施例

本发明实施例提供了一种功率放大器100，用于根据不同的业务量情况，灵活选择不同的信号通路，从而实现在不同输出功率动态范围内都能具有较高的效率。

请参阅图1，为本发明实施例提供的功率放大器100的功能模块图。该功率放大器100包括：信号输入端110、推动级放大器120、控制模块130、第一传送模块140、第二传送模块150、第一功率放大模块160以及第二功率放大模块170。其中，信号输入端110、推动级放大器120、第一传送模块140以及第一功率放大模块160依次电连接，第二传送模块150与第二功率放大模块170电连接，控制模块130与第一传送模块140、第二传送模块150、第一功率放大模块160以及第二功率放大模块170均电连接，第一传送模块140与第二传送模块150电连接。

其中，信号输入端110用于接收输入信号，并将输入信号传输至后级的推动级放大器120。

推动级放大器120用于对输入信号进行放大处理以输出放大信号，并将放大信号传输至第一传送模块140。

第一传送模块140以及第二传送模块150用于在控制模块130的控制下导通或断开，从而将放大信号通过第一传送模块140传送至第一功率放大模块160或者通过第一传送模块140、第二传送模块150传输至第二功率放大模块170。

请参阅图2，为本发明实施例提供的功率放大器100的电路结构框图。第一传送模块140包括第一电桥142以及第一开关单元144，第二传送模块150包括第二电桥152以及第二开关单元154。其中，推动级放大器120、第一电桥142、第一开关单元144以及第一功率放大模块160依次电连接，第二电桥152、第二开关单元154以及第二功率放大模块170依次电连接，控制模块130与第一开关单元144以及第二开关单元154均电连接，第一电桥142还与第二电桥152电连接。

在一种优选的实施例中，第一电桥142包括第一输入端A1、第一隔离端B1、第一主输出端C1以及第一辅助输出端D1，第一开关单元144包括第一主开关1442以及第一辅助开关1444，第二电桥152包括第二输入端A2、第二隔离端B2、第二主输出端C2以及第二辅助输出端D2，第二开关单元154包括第二主开关1542以及第二辅助开关1544；第一输入端A1与推动级放大器120电连接，第一隔离端B1与第二输入端A2电连接，第一主输出端C1与第一主开关1442电连接，第一辅助输出端D1与第一辅助开关1444电连接，第二隔离端B2通过一负载接地，第二主输出端C2与第二主开关1542电连接，第二辅助输出端D2与第二辅助开关1544电连接。

可以理解地，通过控制第一开关单元144的状态，可实现对第一电桥142与第一功率放大模块160连接状态的控制。具体地，当第一主开关1442以及第一辅助开关1444均导通时，第一开关单元144处于导通状态，从而第一电桥142与第一功率放大模块160建立连接，第一电桥142可将放大信号传输至第一功率放大模块160；当第一主开关1442以及第一辅助开关1444均断开时，第一开关单元144处于断开状态，第一电桥142与第一功率放大模块160断开连接。

相应地，通过控制第二开关单元154的状态，可实现对第二电桥152与第二功率放大模块170连接状态的控制。具体地，当第二主开关1542以及第二辅助开关1544均导通时，第二开关单元154处于导通状态，从而第二电桥152与第二功率放大模块170建立连接，第二电桥152可将放大信号传输至第二功率放大模块170；当第二主开关1542以及第二辅助开关1544均断开时，第二开关单元154处于断开状态，第二电桥152与第二功率放大模块170断开连接。

可以理解地，当第一传送模块140导通、第二传送模块150断开时，放大信号通过第一传送模块140传送至第一功率放大模块160；当第一传送模块140断开、第二传送模块150导通时，放大信号通过第一传送模块140、第二传送模块150传送至第二功率放大模块170。

需要说明的是，第一主开关1442、第一辅助开关1444、第二主开关1542以及第二辅助开关1544为可控制第一电桥142与第一功率放大模块160导通或断开、控制第二电桥152与第二功率放大模块170导通或断开的开关器件，其可以是但不仅限于单刀单掷开关、单刀双掷开关或是并联到地的PIN管等。此外，通过控制模块130可实现对第一主开关1442、第一辅助开关1444、第二主开关1542以及第二辅助开关1544的状态的控制。

例如，当第一主开关1442、第一辅助开关1444、第二主开关1542以及第二辅助开关1544为并联到地的PIN管时，通过控制PIN管阳极的电平，便能实现对第一主开关1442、第一辅助开关1444、第二主开关1542以及第二辅助开关1544的状态的控制。具体地，当控制模块130输出高电平信号至PIN管阳极时，PIN管导通，则第一主开关1442、第一辅助开关1444、第二主开关1542以及第二辅助开关1544处于断开状态；当控制模块130输出低电平信号至PIN管阳极时，PIN管截止，则第一主开关1442、第一辅助开关1444、第二主开关1542以及第二辅助开关1544处于导通状态。

在一种优选的实施例中，功率放大器100还包括隔离器180。请参阅图3，隔离器180与第一功率放大模块160以及第二功率放大模块170均电连接。隔离器180是一种信号隔离装置，用于提高输入信号与输出信号之间的电器隔离性能。减少与功率放大器100连接的滤波器320对于功率放大器100的电磁干扰。

第一功率放大模块160用于对放大信号进行放大处理。在一种优选的实施例中，第一功率放大模块160包括第一主功放161、第一辅助功放163、第一主匹配网络162、第一辅助匹配网络164以及第一阻抗变换器165。其中，第一主开关1442、第一主功放161以及第一主匹配网络162依次电连接，第一辅助开关1444、第一辅助功放163以及第一辅助匹配网络164依次电连接，第一阻抗变换器165与第一主匹配网络162以及第一辅助匹配网络164均电连接，控制模块130与第一辅助开关1444、第一辅助功放163均电连接，第一阻抗变换器165与隔离器180电连接。

其中，第一主功放161以及第一辅助功放163均用于对放大信号进行放大处理；第一主匹配网络162及第一辅助匹配网络164均用于实现阻抗变换；第一阻抗变换器165用于实现第一主匹配网络162以及第一辅助匹配网络164两条传输线路之间的阻抗匹配，以实现负载与两路信号合并后的良好匹配。

在一种优选的实施例中，请参阅图4，第一主匹配网络162包括第一管子内阻1621、第一管子寄生1622、第一管子内部匹配1623、第一管子外部匹配1624以及第一管子外部补偿线1625，且第一管子内阻1621、第一管子寄生1622、第一管子内部匹配1623、第一管子外部匹配1624以及第一管子外部补偿线1625依次电连接。需要说明的是，第一管子内阻1621、第一管子寄生1622、第一管子内部匹配1623、第一管子外部匹配1624以及第一管子外部补偿线1625的等效电长度应当为四分之一波长的奇数倍，以实现对大功率信号的放大处理。

第一辅助匹配网络164包括第二管子内阻、第二管子寄生、第二管子内部匹配、第二管子外部匹配以及第二管子外部补偿线，且第二管子内阻、第二管子寄生、第二管子内部匹配、第二管子外部匹配以及第二管子外部补偿线依次电连接。需要说明的是，第二管子内阻、第二管子寄生、第二管子内部匹配、第二管子外部匹配以及第二管子外部补偿线的等效电长度应当为四分之一波长的偶数倍，从而使得，在输入信号为小功率信号时，可以将阻抗变换器与第二开关单元154之间的连接状态视为开路状态。

第二功率放大模块170同样用于对放大信号进行放大处理。在一种优选的实施例中，第二功率放大模块170包括第二主功放171、第二辅助功放173、第二主匹配网络172、第二辅助匹配网络174以及第二阻抗变换器175。其中，第二主开关1542、第二主功放171以及第二主匹配网络172依次电连接，第二辅助开关1544、第二辅助功放173以及第二辅助匹配网络174依次电连接，第二阻抗变换器175与第二主匹配网络172以及第二辅助匹配网络174均电连接，控制模块130与第二主功放171、第二辅助功放173均电连接，第二阻抗变换器175与隔离器180电连接。

其中，第二主功放171以及第二辅助功放173均用于对输入信号进行放大处理；第二主匹配网络172以及第二辅助匹配网络174均用于实现阻抗变换；第二阻抗变换器175用于实现第二主匹配网络172以及第二辅助匹配网络174两条传输线路之间的阻抗匹配，以实现负载与两路信号合并后的良好匹配。

此外，第二主匹配网络172与第一主匹配网络162的结构功能类似，第二辅助匹配网络174与第一辅助匹配网络164的结构功能类似，在此不再赘述。

需要说明的是，第一阻抗变换器165以及第二阻抗变换器175可以是但不仅限于四分之一阻抗变换器或是其他任何可以将两路阻抗变换到隔离器180输入端阻抗的变换网络。

还需要说明的是，第一功率放大模块160与第二功率放大模块170的峰值功率的比例应当依据实际业务量所占的时间比例来选择，例如可以按1：0.5，1：0.4，1：0.1等比例来配置。通过上述配置方法，可使得本发明实施例提供的功率放大器100的实际利用率较高。

例如，第一功率放大模块160在业务量较高时运行，第二功率放大模块170在业务量较低时运行。而当实际业务量较低所占的时间较低，但第一功率放大模块160的峰值功率所占比例较高时，则会出现第一功率放大模块160未能发挥其最大功效、造成资源浪费的情况。因而，依据实际业务量所占的时间比例来选择第一功率放大模块160与第二功率放大模块170的峰值功率的比例，可以提升功率放大器100的效率。

控制模块130用于与一基带处理单元(Building Base band Unit，BBU)电连接，以接收所述基带处理单元传送的输入信号的信号类型。

在一种优选的实施例中，输入信号的信号类型包括两种，分别为第一类型以及第二类型；其中，第一类型的输入信号为大功率信号，第二类型的输入信号为小功率信号。

需要说明的是，当BBU的实际业务量较大时，信号输入端110便接收到第一类型的输入信号，而控制模块130收到的输入信号的信号类型为第一类型；当BBU的实际业务量较小时，信号输入端110便接收到第二类型的输入信号，而控制模块130收到的输入信号的信号类型为第二类型。

控制模块130用于依据输入信号的信号类型控制第一传送模块140及第二传送模块150的状态，以使放大信号通过第一传送模块140传送至第一功率放大模块160并同时控制第一功率放大模块160开启以及控制第二功率放大170模块关闭或通过第一传送模块140、第二传送模块150传送至第二功率放大模块170并同时控制第一功率放大模块160关闭以及控制第二功率放大模块170开启。

具体地，控制模块130用于当信号输入端110接收到第一类型的输入信号时，控制第一传送模块140导通以及控制第二传送模块150断开，以使放大信号通过第一传送模块140传送至第一功率放大模块160；同时，控制模块130还用于当信号输入端110接收到第一类型的输入信号时，控制第一功率放大模块160开启以及控制第二功率放大模块170关闭。

当信号输入端110接收到第一类型的输入信号时，控制模块130控制第一主开关1442及第一辅助开关1444导通，并控制第二主开关1542以及第二辅助开关1544断开，并同时控制第一功率放大模块160开启以及控制第二功率放大模块170关闭；从而使得放大信号经由第一电桥142的第一主输出端C1传送至第一主功放161，以及经由第一电桥142的第一辅助输出端D1传送至第一辅助功放163处理，两路信号经过第一阻抗变换器165合并后，经过隔离器180输出。

由于第二主开关1542以及第二辅助开关1544断开，从而依据电桥的工作特征，此时第二电桥152、与第二电桥152电连接的负载、第二主开关1542以及第二辅助开关1544相当于与第一电桥142的第一隔离端B1电连接的负载，从而为第一电桥142提供了正常工作时需要的良好匹配，保证了第一电桥142能够正常工作。

由于第二阻抗变换器175也与隔离器180电连接，在第一功率放大模块160开启的同时，若第二功率放大模块170也同时开启，会很大程度上影响第一功率放大模块160的输出信号，因而，通过控制模块130控制第一功率放大模块160开启以及控制第二功率放大模块170关闭，可防止第二功率放大模块170对第一功率放大模块160的输出产生影响。

在一种优选的实施例中，控制模块130通过控制第一主功放161、第一辅助功放163、第二主功放171以及第二辅助功放173的偏置电压实现对第一功率放大模块160、第二功率放大模块170的状态的控制。具体地，当信号输入端110接收到第一类型的输入信号时，控制模块130输出控制信号以关掉第二主功放171以及第二辅助功放173的偏置电压，此时从第二阻抗变换器175的输入端向第二主功放171以及第二辅助功放173方向看到的阻抗为短路点，而短路点经过第二阻抗变换器175变为开路点，从而隔离器180往第二阻抗变换器175方向看到的阻抗为开路，此时第二功率放大模块170对于第一功率放大模块160的输出信号的影响则可以忽略不计。

控制模块130还用于当信号输入端110接收到第二类型的输入信号时，控制第一传送模块140断开以及控制第二传送模块150导通，以使放大信号通过第一传送模块140、第二传送模块150传送至第二功率放大模块170；同时，控制模块130还用于当信号输入端110接收到第二类型的输入信号时，控制第一功率放大模块160关闭以及控制第二功率放大模块170开启。

当信号输入端110接收到第二类型的输入信号时，控制模块130控制第一主开关1442及第一辅助开关1444断开，并控制第二主开关1542以及第二辅助开关1544关闭，并同时控制第一功率放大模块160关闭以及控制第二功率放大模块170开启；此时输入信号经由推动级放大器120处理后的放大信号进入第一电桥142的第一输入端A1，但由于第一主开关1442及第一辅助开关1444均断开，从而依据电桥的工作特性，放大信号将全部被反射至第一电桥142的第一隔离端B1，并由第一隔离端B1传输至第二电桥152的第二输入端A2，又由于第二主开关1542以及第二辅助开关1544均处于导通状态，因而放大信号再经由第二电桥152的第二主输出端C2传送至第二主功放171，以及经由第二电桥152的第二辅助输出端D2传送至第二辅助功放173处理，两路信号经过第二阻抗变换器175合并后，经过隔离器180输出。

由于第二电桥152的第二隔离端B2通过负载接地，从而为第二电桥152提供了正常工作时需要的良好匹配，保证了第二电桥152能够正常工作。在一种优选的实施例中，该负载为50欧姆的电阻。

由于第一阻抗变换器165也与隔离器180电连接，在第二功率放大模块170开启的同时，若第一功率放大模块160也同时开启，会很大程度上影响第二功率放大模块170的输出信号，因而，通过控制模块130控制第一功率放大模块160关闭以及控制第二功率放大模块170开启，可防止第一功率放大模块160对第二功率放大模块170的输出产生影响。

当信号输入端110接收到第二类型的输入信号时，控制模块130输出控制信号以关掉第一主功放161以及第一辅助功放163的偏置电压，此时从第一阻抗变换器165的输入端向第一主功放161以及第一辅助功放163方向看到的阻抗为短路点，而短路点经过第一阻抗变换器165变为开路点，从而隔离器180往第一阻抗变换器165方向看到的阻抗为开路，此时第一功率放大模块160对于第二功率放大模块170的输出信号的影响则可以忽略不计。

第二实施例

请参阅图5，图5为本发明较佳实施例提供的一种功率放大器100的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的功率放大器100，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

本发明实施例提供的功率放大器100包括：信号输入端110、推动级放大器120、控制模块130、第一传送模块140、第二传送模块150至第N传送模块210、第一功率放大模块160、第二功率放大模块170至第N功率放大模块220以及隔离器180，信号输入端110、推动级放大器120、第一传送模块140以及第一功率放大模块160依次电连接，第二传送模块150与第二功率放大模块170电连接，第M传送模块与第M功率放大模块电连接，第一传送模块140、第二传送模块150至第N传送模块210依次电连接，控制模块130与第一传送模块140、第二传送模块150至第N传送模块210、第一功率放大模块160、第二功率放大模块170至第N功率放大模块220均电连接，隔离器180与第一功率放大模块160、第二功率放大模块170至第N功率放大模块220均电连接，其中N大于或等于3，M大于或等于3且小于或等于N。

第一功率放大模块160、第二功率放大模块170至第N功率放大模块220的峰值功率的比例应当依据实际业务量所占的时间比例来选择，例如可以按1：0.5：0.1：……：0.2等比例来配置。通过上述配置方法，可使得本发明实施例提供的功率放大器100的实际利用率较高。

在一种优选的实施例中，第一传送模块140包括第一电桥142以及第一开关单元144，第二传送模块150包括第二电桥152以及第二开关单元154，第M传送模块包括第M电桥以及第M开关单元，第N传送模块210包括第N电桥以及第N开关单元。其中，推动级放大器120、第一电桥142、第一开关单元144以及第一功率放大模块160依次电连接，第二电桥152、第二开关单元154以及第二功率放大模块170依次电连接，第M电桥、第M开关单元以及第M功率放大模块依次电连接，第N电桥、第N开关单元以及第N功率放大模块220依次电连接，控制模块130与第一开关、第二开关至第N开关单元均电连接，第一电桥142、第二电桥152至第N开关单元依次电连接。

其中，第N电桥包括第N输入端An、第N隔离端Bn、第N主输出端Cn以及第N辅助输出端Dn，第N开关单元包括第N主开关以及第N辅助开关，第N主输出端Cn与第N主开关电连接，第N辅助输出端Dn与第N辅助开关电连接，第N隔离端Bn通过负载接地，第N输入端An与第N-1电桥的第N-1隔离端Bn-1电连接。

需要说明的是，第N传送模块210位于功率放大模块包含的N个功率放大模块的最末级，第N隔离端Bn通过负载接地，可使得当第一开关单元144、第二开关单元154至第N-1开关单元均断开，且第N开关单元导通时，为第N电桥提供正常工作时需要的良好匹配，保证第N电桥能够正常工作；此外，该负载还用于当第M-1开关单元导通，且N个开关单元中除第M-1开关单元均断开时，配合第M电桥至第N电桥及第M开关单元至第N开关单元充当与第M-1电桥的第M-1隔离端Bm-1电连接的负载，从而为第M-1电桥提供了正常工作时需要的良好匹配，保证了第M-1电桥能够正常工作。

控制模块130用于依据信号类型控制第一传送模块140、第二传送模块150至第N传送模块210的状态，以使放大信号通过第一传送模块140传送至第一功率放大模块160并同时控制第一功率放大模块160开启以及控制第二功率放大模块170至第N功率放大模块220关闭或通过第一传送模块140、第二传送模块150传送至第二功率放大模块170并同时控制第二功率放大模块170开启以及控制N个功率放大模块中除第二功率放大模块170之外的其他功率放大模块关闭或通过第一传送模块140、第二传送模块150至第M传送模块传送至第M功率放大模块并同时控制第M功率放大模块开启以及控制N个功率放大模块中除第M功率放大模块之外的其他功率放大模块关闭。

需要说明的是，输入信号的信号类型的数量与传送模块的数量相同，即输入信号的信号类型包括N类，分别为第一类型、第二类型、···第M类型、···第N类型。

可以理解地，用于可根据实际需求，将输入信号按照功率范围划分为N个区间，每个区间对应一种信号类型。

控制模块130用于当信号输入端110接收到第一类型的输入信号时，控制第一传送模块140导通以及控制第二传送模块150至第N传送模块210断开，以使放大信号通过第一传送模块140传送至第一功率放大模块160；同时，控制模块130还用于当信号输入端110接收到第一类型的输入信号时，控制第一功率放大模块160开启以及控制第二功率放大模块170至第N功率放大模块220关闭。

控制模块130用于当信号输入端110接收到第二类型的输入信号时，控制第二传送模块150导通以及控制N个传送模块中除第二传送模块150之外的其他传送模块断开，以使放大信号通过第一传送模块140、第二传送模块150传送至第二功率放大模块170；同时，控制模块130还用于当信号输入端110接收到第二类型的输入信号时，控制第二功率放大模块170开启以及控制N个功率放大模块中除第二功率放大模块170之外的其他功率放大模块关闭。

控制模块130用于当信号输入端110接收到第M类型的输入信号时，控制第M传送模块导通以及控制N个传送模块中除第M传送模块之外的其他传送模块断开，以使放大信号通过第一传送模块140、第二传送模块150至第M传送模块传送至第M功率放大模块；同时，控制模块130还用于当信号输入端110接收到第M类型的输入信号时，控制第M功率放大模块开启以及控制N个功率放大模块中除第M功率放大模块之外的其他功率放大模块关闭。

例如，N＝5，此时M可以为3、4或5。则控制模块130用于当信号输入端110接收到第一类型的输入信号时，控制第一传送模块140导通以及控制第二传送模块150、第三传送模块、第四传送模块以及第五传送模块断开，以使放大信号通过第一传送模块140传送至第一功率放大模块160；控制模块130还用于当信号输入端110接收到第一类型的输入信号时，控制第一功率放大模块160开启以及控制第二功率放大模块170第三功率放大模块、第四功率放大模块以及第五功率放大模块关闭。

控制模块130用于当信号输入端110接收到第二类型的输入信号时，控制第二传送模块150导通以及控制第一传送模块140、第三传送模块、第四传送模块以及第五传送模块断开，以使放大信号通过第一传送模块140、第二传送模块150传送至第二功率放大模块170；控制模块130还用于当信号输入端110接收到第二类型的输入信号时，控制第二功率放大模块170开启以及控制第一功率放大模块160、第三功率放大模块、第四功率放大模块以及第五功率放大模块关闭。

当信号输入端110接收到第三类型的输入信号时，控制第三传送模块导通，以及控制第一传送模块140、第二传送模块150、第四传送模块以及第五传送模块断开，以使放大信号通过第一传送模块140、第二传送模块150及第三传送模块传送至第三功率放大模块；控制模块130还用于当信号输入端110接收到第三类型的输入信号时，控制第三功率放大模块开启，以及控制第一功率放大模块160、第二功率放大模块170、第四功率放大模块以及第五功率放大模块关闭。

当信号输入端110接收到第四类型的输入信号时，控制第四传送模块导通，以及控制第一传送模块140、第二传送模块150、第三传送模块以及第五传送模块断开，以使放大信号通过第一传送模块140、第二传送模块150、第三传送模块及第四传送模块传送至第四功率放大模块；控制模块130还用于当信号输入端110接收到第四类型的输入信号时，控制第四功率放大模块开启，以及控制第一功率放大模块160、第二功率放大模块170、第三功率放大模块以及第五功率放大模块关闭。

当信号输入端110接收到第五类型的输入信号时，控制第五传送模块导通，以及控制第一传送模块140、第二传送模块150、第三传送模块以及第四传送模块断开，以使放大信号通过第一传送模块140、第二传送模块150、第三传送模块、第四传送模块传及第五传送模块传送至第五功率放大模块；控制模块130还用于当信号输入端110接收到第五类型的输入信号时，控制第五功率放大模块开启，以及控制第一功率放大模块160、第二功率放大模块170、第三功率放大模块以及第四功率放大模块关闭。

需要说明的是，N值可根据用户的需求任意设置，可以但不仅限于3、4、5、6等。

第三实施例

请参阅图6，为本发明实施例提供的射频发射机300的功能模块图。该射频发射机300包括天线310、滤波器320、混频器330、中频放大器340、中频滤波器350以及由第一实施例或第二实施例提供的功率放大器100。其中，中频滤波器350、中频放大器340、混频器330、功率放大器100、滤波器320以及天线310依次电连接。

本发明实施例提供的射频发射机300，通过应用上述功率放大器100，从而提高了整个射频发射机300的性能及效率，从而达到节省用电成本的效果，同时也为绿色节能减排做出重要贡献。

综上，本发明实施例提供的功率放大器提供的信号输入端、推动级放大器、第一传送模块以及第一功率放大模块依次电连接，第二传送模块与第二功率放大模块电连接，第一传送模块与第二传送模块电连接，控制模块与第一传送模块、第二传送模块、第一功率放大模块以及第二功率放大模块均电连接，第一传送模块和第二传送模块电连接，控制模块用于依据接收到的输入信号的信号类型控制第一传送模块及第二传送模块的状态，以使放大信号通过第一传送模块传送至第一功率放大模块或通过第一传送模块、第二传送模块传送至第二功率放大模块以及控制第一功率放大模块或第二功率放大模块开启；由于输入信号与实际业务量有关，从而功率放大器可依据业务量的实际大小，灵活选择第一功率放大模块或第二功率放大模块对输入信号进行处理，以使得功率放大器在各种业务量的情况下，均具有较高的效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括：信号输入端、推动级放大器、控制模块、第一传送模块、第二传送模块、第一功率放大模块以及第二功率放大模块，所述信号输入端、所述推动级放大器、所述第一传送模块以及所述第一功率放大模块依次电连接，所述第二传送模块与所述第二功率放大模块电连接，所述第一传送模块与所述第二传送模块电连接，所述控制模块与所述第一传送模块、第二传送模块、第一功率放大模块以及第二功率放大模块均电连接；

所述信号输入端用于接收输入信号，所述推动级放大器用于对所述输入信号进行处理以输出放大信号，所述控制模块用于与一基带处理单元电连接，以接收所述基带处理单元传送的所述输入信号的信号类型；

所述控制模块还用于依据所述信号类型控制所述第一传送模块及所述第二传送模块的状态，以使所述放大信号通过所述第一传送模块传送至所述第一功率放大模块并同时控制所述第一功率放大模块开启以及控制所述第二功率放大模块关闭或通过所述第一传送模块、所述第二传送模块传送至所述第二功率放大模块并同时控制所述第一功率放大模块关闭以及控制所述第二功率放大模块开启。

2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述输入信号的信号类型包括第一类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第一类型的输入信号时，控制所述第一传送模块导通以及控制所述第二传送模块断开，以使所述放大信号通过所述第一传送模块传送至所述第一功率放大模块。

3.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述输入信号的信号类型包括第二类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第二类型的输入信号时，控制所述第一传送模块断开以及控制所述第二传送模块导通，以使所述放大信号通过所述第一传送模块、所述第二传送模块传送至所述第二功率放大模块。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的功率放大器，其特征在于，所述第一传送模块包括第一电桥以及第一开关单元，所述第二传送模块包括第二电桥以及第二开关单元，所述第一功率放大模块包括第一主功放以及第一辅助功放，所述第二功率放大模块包括第二主功放以及第二辅助功放，所述推动级放大器、所述第一电桥以及所述第一开关单元依次电连接，所述第一开关单元与所述第一主功放以及所述第一辅助功放均电连接，所述第二电桥与所述第一电桥及所述第二开关单元均电连接，所述第二开关单元与所述第二主功放以及所述第二辅助功放均电连接，所述控制模块与所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第一主功放、所述第一辅助功放、所述第二主功放以及所述第二辅助功放均电连接，以用于依据所述信号类型控制所述第一开关单元以及第二开关单元的状态并同时控制所述第一主功放与所述第一辅助功放开启或同时控制所述第二主功放与所述第二辅助功放开启。

5.根据权利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器还包括负载，所述第二电桥通过所述负载接地。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器还包括隔离器，所述隔离器与所述第一功率放大模块以及所述第二功率放大模块均电连接，用于输出经所述第一功率放大模块或所述第二功率放大模块放大后的输出信号。

7.一种功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括：信号输入端、推动级放大器、控制模块、第一传送模块、第二传送模块至第N传送模块、第一功率放大模块、第二功率放大模块至第N功率放大模块，所述信号输入端、所述推动级放大器、所述第一传送模块以及所述第一功率放大模块依次电连接，所述第二传送模块与所述第二功率放大模块电连接，第M传送模块与第M功率放大模块电连接，所述第一传送模块、所述第二传送模块至所述第N传送模块依次电连接，所述控制模块与所述第一传送模块、所述第二传送模块至所述第N传送模块、所述第一功率放大模块、所述第二功率放大模块至所述第N功率放大模块均电连接，其中N大于或等于3，M大于或等于3且小于或等于N；

所述信号输入端用于接收输入信号，所述推动级放大器用于对所述输入信号进行处理以输出放大信号，所述控制模块用于与一基带处理单元电连接，以接收所述基带处理单元传送的所述输入信号的信号类型；

所述控制模块用于依据所述信号类型控制所述第一传送模块、所述第二传送模块至所述第N传送模块的状态，以使所述放大信号通过所述第一传送模块传送至所述第一功率放大模块并同时控制所述第一功率放大模块开启以及控制所述第二功率放大模块至所述第N功率放大模块关闭或通过所述第一传送模块、所述第二传送模块传送至所述第二功率放大模块并同时控制所述第二功率放大模块开启以及控制N个功率放大模块中除所述第二功率放大模块之外的其他功率放大模块关闭或通过所述第一传送模块、第二传送模块至所述第M传送模块传送至所述第M功率放大模块并同时控制所述第M功率放大模块开启以及控制N个功率放大模块中除所述第M功率放大模块之外的其他功率放大模块关闭。

8.根据权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，所述输入信号的信号类型包括第一类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第一类型的输入信号时，控制所述第一传送模块导通以及控制所述第二传送模块至所述第N传送模块断开，以使所述放大信号通过所述第一传送模块传送至所述第一功率放大模块。

9.根据权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，所述输入信号的信号类型包括第二类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第二类型的输入信号时，控制所述第二传送模块导通以及控制所述N个传送模块中除所述第二传送模块之外的其他传送模块断开，以使所述放大信号通过所述第一传送模块、所述第二传送模块传送至所述第二功率放大模块。

10.根据权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，所述输入信号的信号类型包括第M类型，所述控制模块用于当所述信号输入端接收到所述第M类型的输入信号时，控制所述第M传送模块导通以及控制所述N个传送模块中除所述第M传送模块之外的其他传送模块断开，以使所述放大信号通过所述第一传送模块、所述第二传送模块至所述第M传送模块传送至所述第M功率放大模块。

11.根据权利要求7-10中任意一项所述的功率放大器，其特征在于，所述第N传送模块包括第N电桥，所述功率放大器还包括负载，所述第N电桥通过所述负载接地。

12.一种射频发射机，其特征在于，所述射频发射机包括如权利要求1-11中任意一项所述的功率放大器。