CN108923758A - 一种射频功率放大方法、放大器及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种射频功率放大器,射频功率放大器包括:输入端、N个驱动放大器、1个载波放大器、(N‑1)个峰值放大器和负载,N为大于等于2的自然数,N个驱动放大器,用于对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;每一驱动放大器,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器;载波放大器,用于对放大后的子输入信号进行再放大,并输出至负载;(N‑1)个峰值放大器中的每一峰值放大器,用于当放大后的子输入信号达到预设阈值时,对放大后的子输入信号进行再放大,并输出至负载。本发明同时还公开了一种射频功率放大方法及电子设备。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域,尤其涉及一种射频功率放大方法、放大器及电子设备。
背景技术
随着通讯技术和移动终端的迅速发展,功耗问题越来越成为提高终端用户体验的瓶颈,功率放大器是终端通讯的关键器件,提高终端内部射频功率放大器效率成为改善终端功耗的关键。
其中,Doherty放大器的理论于1936年由W.H.Doherty提出,目前,Doherty技术广泛应用于基站功放,对提高功率放大器的效率极为有效。因此,在芯片级终端射频功率放大器模块设计中,应用Doherty技术能极大改善器件的功耗。
现有的Doherty技术主要是针对基站类功放设计的,多为板级功放设计,所采用的放大管,包括驱动级放大器,载波放大器,峰值放大器的输入输出均已内匹配至标准50欧姆,阻抗关系明确,因此,现有技术中的Doherty射频功率放大器在板级上实现简单,可以广泛应用于基站类功放设计。
对于终端类功放设计而言,Doherty射频功率放大器是需要在片级上实现的,因此,对Doherty射频功率放大器中的功分器和波长转换网络的尺寸有严格的要求。然而,现有技术中的Doherty射频功率放大器的管子本身的输入输出阻抗在不同强度输入信号下并不明确,因此,极大提高了功分器的设计难度,使得在终端类功放设计中,使用Doherty射频功率放大器实现功率放大的难度非常大。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种射频功率放大方法、放大器及电子设备,能够极大简化射频功率放大器的设计难度,且有效地保证了不同放大通路之间的隔离。
本发明实施例的技术方案是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供一种射频功率放大器,所述射频功率放大器包括:输入端、N个驱动放大器、1个载波放大器、(N-1)个峰值放大器和负载,N为大于等于2的自然数,其中:
所述N个驱动放大器的输入端均与所述射频功率放大器的输入端相连接,N个所述驱动放大器的输出端分别一一对应地与所述1个载波放大器和(N-1)个所述峰值放大器相连接;
所述N个驱动放大器,用于对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;
每一所述驱动放大器,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器;
所述载波放大器,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;
所述(N-1)个峰值放大器中的每一峰值放大器,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载。
第二方面,本发明实施例提供一种射频功率放大方法,所述方法应用于射频功率放大器,所述射频功率放大器包括:输入端、N个驱动放大器、1个载波放大器、(N-1)个峰值放大器和负载,N为大于等于2的自然数,所述N个驱动放大器的输入端均与所述射频功率放大器的输入端相连接,N个所述驱动放大器的输出端分别一一对应地与所述1个载波放大器和(N-1)个所述峰值放大器相连接;
所述方法包括:
所述N个驱动放大器对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;
每一所述驱动放大器对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器;
所述载波放大器对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;
当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,所述(N-1)个峰值放大器中的每一峰值放大器对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载。
第三方面,本发明实施例提供一种电子设备,所述电子设备包括如上所述的射频功率放大器。
本发明实施例提供的一种射频功率放大方法、放大器及电子设备,其中,所述射频功率放大器包括:输入端、N个驱动放大器、1个载波放大器、(N-1)个峰值放大器和负载,N为大于等于2的自然数,所述N个驱动放大器的输入端均与所述射频功率放大器的输入端相连接,N个所述驱动放大器的输出端分别一一对应地与所述1个载波放大器和(N-1)个所述峰值放大器相连接;所述N个驱动放大器,用于对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;每一所述驱动放大器,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器;所述载波放大器,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;所述(N-1)个峰值放大器中的每一峰值放大器,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;如此,能够极大简化射频功率放大器的设计难度,且有效地保证了不同放大通路之间的隔离。
附图说明
图1A为一种传统两路Doherty功率放大器的结构原理图;
图1B为图1A所示Doherty功率放大器工作的效率曲线图;
图2A为一种传统三路Doherty功率放大器的结构原理图;
图2B为另一种传统三路Doherty功率放大器的结构原理图;
图3A为本发明实施例射频功率放大器的结构原理图一;
图3B为本发明实施例射频功率放大器的结构原理图二;
图3C为本发明实施例射频功率放大器的结构原理图三;
图4A为本发明实施例射频功率放大器的结构原理图四;
图4B为本发明实施例射频功率放大器的结构原理图五;
图5为本发明实施例射频功率放大方法的实现流程示意图一;
图6为本发明实施例射频功率放大方法的实现流程示意图二。
具体实施方式
本发明实施例采用多个独立驱动放大器代替功分器的作用,简化了设计难度,同时增加了设计灵活性。在Doherty放大器中,功分器是一个重要的组成部分,因此,本发明实施例中的射频功率放大器均以Doherty放大器为例进行说明。
一般地,Doherty功率放大器可以配置为2路、3路或多路组合,根据不同的电路设计可以选择不同的配置方式,下面以2路和3路为例,进行说明:
2路Doherty功率放大器可以参见图1A,图1A为一种传统两路Doherty功率放大器的结构原理图,如图1A所示,传统两路Doherty功率放大器包含一个输入端11、一个驱动放大器12、一个功分器13、一个载波放大器14、一个峰值放大器15、两个λ/4转换网络16(λ为阻抗变换的波长)和负载17。图1A所示的两路Doherty功率放大器的工作原理是:输入端11将输入信号传输给驱动放大器12,驱动放大器12将驱动后的输出信号通过功分器13分配成相互独立的两路形式,两路独立的信号分别通过两路放大器,一路为载波放大器14,一路为峰值放大器15,载波放大器14的输出端串联一条λ/4的微带线,即一个λ/4转换网络16,起阻抗变换作用,而峰值放大器15通过在其输入端串联一条λ/4的微带线,即另一个λ/4转换网络16,起相位平衡作用。当载波放大器14接近饱和时,峰值放大器15开始输出电流,由负载17牵引使得载波放大器14的等效负载阻抗下降,从而使得载波放大器14达到饱和时输出更大的电流,在这一过程中,峰值放大器15起到源负载牵引的作用。这样,信号通过两路放大后在输出端通过阻抗变换网络实现功率合成。由于载波放大器14工作在AB类,峰值放大器15工作在C类,在低功率时只有载波放大器14工作,峰值放大器15处于关闭状态。在高功率时,峰值放大器15开启,输出功率为两路放大器在输出端的功率合成,因此,使得所述Doherty功率放大器的回退效率极大提高。
图1B为图1A所示Doherty功率放大器工作的效率曲线图,如图1B所示,实线19为所述Doherty功率放大器的效率曲线图,虚线20为理想AB类放大器的效率曲线图。当输入信号比较小的时候,只有载波放大器处于工作状态,即主功放处于工作状态,此时,输出功率在6dB回退点时,所述载波放大器的输出电压达到饱和点,载波放大器的效率达到最高值78.5%。当信号继续增强时,峰值放大器也开始与载波放大器一起工作,达到激励峰值时,每个放大器均达到最大的输出效率,即载波放大器和峰值放大器的效率都达到78.5%。
3路Doherty功率放大器可以参见图2A和图2B,图2A为一种传统三路Doherty功率放大器的结构原理图,如图2A所示,所述三路Doherty功率放大器包含一个输入端21、一个驱动放大器22、一个功分器23、一个载波放大器24、两个峰值放大器25、三个λ/4转换网络26和负载27,所述三路Doherty功率放大器采用了两个相同工作状态的峰值放大器25。载波放大器24的输出经由λ/4的微带线连接至Doherty功率放大器的输出,两个峰值放大器25的输出连接至Doherty功率放大器的输出。
图2B为另一种传统三路Doherty功率放大器的结构原理图,如图2B所示,所述三路Doherty功率放大器包含一个输入端201、一个驱动放大器202、一个功分器203、一个载波放大器204、一个峰值放大器205、另一个峰值放大器206、三个λ/4转换网络207、一个λ/2转换网络208和负载209,图2B所示的三路Doherty功率放大器在回退区域具有三个最大效率点,并且两个峰值放大器,即峰值放大器205和峰值放大器206具有不同的工作状态,从而提高了三路Doherty功率放大器的效率。图2B所示的三路Doherty功率放大器可以被视为一个Doherty功率放大器(由载波放大器204和峰值放大器205构成)用作主放大器与另一峰值放大器206的并联组合。峰值放大器205初始对主放大器的负载进行调制,峰值放大器206以更高的功率对前一级Doherty放大器的负载进行调制。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通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。
下面对本发明实施例提供的射频功率放大器、射频功率放大方法及电子设备进行详细的说明。
本实施例提供一种射频功率放大器,图3A为本发明实施例射频功率放大器的结构原理图一,如图3A所示,该射频功率放大器包括:输入端301、N个驱动放大器302、1个载波放大器303、(N-1)个峰值放大器304和负载305,N为大于等于2的自然数,其中:
所述N个驱动放大器302的输入端均与所述射频功率放大器的输入端301相连接,N个所述驱动放大器302的输出端分别一一对应地与所述1个载波放大器303和(N-1)个所述峰值放大器304相连接;
所述N个驱动放大器302,用于对输入端301传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;
每一所述驱动放大器,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器303或峰值放大器304;
需要说明的是,所述N个驱动放大器,用于对输入端传输的输入信号进行放大,并将放大后的信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器。每一驱动放大器放大后的输出信号均作为后端相应载波放大器或峰值放大器的输入信号。对于载波放大器和(N-1)峰值放大器,其得到的总的输入信号为N个驱动放大器输出信号之和,记为N份子输入信号。由于可对每个驱动放大器的参数进行独立调节,从而可根据需要实现每份子输入信号大小的控制。
所述载波放大器303,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载305;
所述(N-1)个峰值放大器304中的每一峰值放大器,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载305。
这里,每一峰值放大器,可以通过调整其工作状态,使得其在输入功率(即对应驱动放大器的输出功率)达到某一特定大小时开始工作,即可以通过调节峰值放大器本身的参数或对应驱动放大器的参数,使得其在输入功率达到预设阈值时开始工作,所述预设阈值可以根据实际需要进行设置。此时,峰值放大器开始对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出到所述负载。
这里,每一峰值放大器,也可以当所述载波放大器饱和时开始工作。
需要说明的是,在所述N个驱动放大器中,具有相同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率相同;具有不同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率不同。
这里,所述载波放大器为主功率放大器,偏置在AB类状态;所述峰值放大器为辅助功率放大器,偏置在C类状态。
在其他实施例中,所述射频功率放大器还可以包括(N-1)个相位补偿网络,其中:所述相位补偿网络,连接于对应的驱动放大器和所述峰值放大器之间,用于对所述峰值放大器进行相位补偿。
在其他实施例中,所述射频功率放大器还可以包括1个相位补偿网络,其中:所述相位补偿网络,连接于对应的驱动放大器和所述载波放大器之间,用于对所述载波放大器进行相位补偿。
本发明实施例中,通过所述N个驱动放大器的输入端均与所述射频功率放大器的输入端相连接,N个所述驱动放大器的输出端分别一一对应地与所述1个载波放大器和(N-1)个所述峰值放大器相连接;所述N个驱动放大器,用于对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;每一所述驱动放大器,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器;所述载波放大器,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;所述(N-1)个峰值放大器中的每一峰值放大器,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;如此,能够极大简化射频功率放大器的设计难度,且有效地保证了不同放大通路之间的隔离。
基于上述实施例,本实施例提供一种射频功率放大器,下面以两个驱动放大器为例进行说明,即N=2。图3B为本发明实施例射频功率放大器的结构原理图二,如图3B所示,该放大器包括一个输入端31、一个驱动放大器32、一个载波放大器33、一个λ/4波长转换网络34、另一个驱动放大器35、一个λ/4相位补偿网络36、一个峰值放大器37和负载38,其中:
所述驱动放大器32和驱动放大器35的输入端均与所述射频功率放大器的输入端31相连接,所述驱动放大器32的输出端与载波放大器33相连接,所述驱动放大器35的输出端与所述峰值放大器37相连接;
所述驱动放大器32和驱动放大器35,用于对输入端31传输的输入信号进行两份功率划分,得到两份子输入信号;
这里,通过调节驱动放大器32和驱动放大器35可实现等功率分配或不等功率分配的功能。当驱动放大器32和驱动放大器35具有相同的参数,且对应的参数值都相同时,即驱动放大器32和驱动放大器35完全一样时,驱动放大器32和驱动放大器35具有相同功率的子输入信号,即驱动放大器32和驱动放大器35对输入端输入信号进行了等功率划分。如果要实现不等功率划分,则分别对驱动放大器32和驱动放大器35的参数进行调节,使得两个驱动放大器的参数不同即可实现子输入信号功率的不同,例如,当两个驱动放大器为同一类型的驱动放大器时,可以对两个驱动放大器的偏置、增益、管子尺寸等参数中的任意一个或任意多个参数进行调节,实现两路信号的不等功率划分。也可以使用两个不同类型的驱动放大器实现不等功率的划分。
这里,由于驱动放大器本身的输出功率小,可选择管子的尺寸亦较小,其输入阻抗随输入功率变化波动也较小,因此,采用两个驱动放大器替代功分器后,可以极大简化射频功率放大器的设计难度。
每一所述驱动放大器,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器33或峰值放大器37;
这里,驱动放大器32可以驱动载波放大器33进行工作,驱动放大器35驱动峰值放大器37进行工作。
所述载波放大器33,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载38;
所述峰值放大器37,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载38;
所述λ/4波长转换网络34,连接于所述载波放大器33和所述负载38之间,用于对所述射频功率放大器进行阻抗变换;
所述λ/4相位补偿网络36,连接于对应的驱动放大器35和所述峰值放大器37之间,用于对所述峰值放大器37进行相位补偿,使得所述峰值放大器37和所述载波放大器33的输出同相。
其中,λ就是阻抗变换的波长。所述λ/4波长转换网络和所述λ/4相位补偿网络都是一条四分之一波长的微带线,但是在功率放大器电路中所起的作用是不相同的。
本实施例中,所述载波放大器33为主功率放大器,偏置在AB类状态;所述峰值放大器37为辅助功率放大器,偏置在C类状态。
本发明实施例中,通过所述驱动放大器32和驱动放大器35的输入端均与所述射频功率放大器的输入端31相连接,所述驱动放大器32的输出端与载波放大器33相连接,所述驱动放大器35的输出端与所述峰值放大器37相连接;所述驱动放大器32和驱动放大器35,用于对输入端31传输的输入信号进行2份功率划分,得到2份子输入信号;每一所述驱动放大器,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器33或峰值放大器37;所述载波放大器33,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载38;所述峰值放大器37,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载38;所述λ/4波长转换网络34,连接于所述载波放大器33和所述负载38之间,用于对所述射频功率放大器进行阻抗变换;所述λ/4相位补偿网络36,连接于对应的驱动放大器35和所述峰值放大器37之间,用于对所述峰值放大器37进行相位补偿,使得所述峰值放大器37和所述载波放大器33的输出同相;如此,能够在减小射频功率放大器设计难度的同时,保证主放大通路(由驱动放大器32和载波放大器33构成)和辅助放大通路(由驱动放大器35和峰值放大器37构成)之间的相互隔离,使得两条通路相互独立,这样Doherty功放设计变成了两颗常规功率放大器设计。
基于上述实施例,本实施例提供一种射频功率放大器,下面再以两个驱动放大器为例进行说明,即N=2。图3C为本发明实施例射频功率放大器的结构原理图三,如图3C所示,该放大器包括一个输入端311、一个驱动放大器312、一个载波放大器313、一个波长转换网络314、另一个驱动放大器315、一个相位补偿网络316、一个峰值放大器317和负载318,其中:
所述驱动放大器312和驱动放大器315的输入端均与所述射频功率放大器的输入端311相连接,所述驱动放大器312的输出端与载波放大器313相连接,所述驱动放大器315的输出端与所述峰值放大器317相连接;
所述驱动放大器312和驱动放大器315,用于对输入端311传输的输入信号进行两份功率划分,得到两份子输入信号;
这里,通过调节驱动放大器312和驱动放大器315可实现等功率分配或不等功率分配的功能。当驱动放大器312和驱动放大器315具有相同的参数,且对应的参数值都相同时,即驱动放大器312和驱动放大器315完全一样时,驱动放大器312和驱动放大器315具有相同功率的子输入信号,即驱动放大器312和驱动放大器315对输入端输入信号进行了等功率划分。如果要实现不等功率划分,则分别对驱动放大器312和驱动放大器315的参数进行调节,使得两个驱动放大器的参数不同即可实现子输入信号功率的不同,例如,当两个驱动放大器为同一类型的驱动放大器时,可以对两个驱动放大器的偏置、增益、管子尺寸等参数中的任意一个或任意多个参数进行调节,实现两路信号的不等功率划分。也可以使用两个不同类型的驱动放大器实现不等功率的划分。
这里,由于驱动放大器本身的输出功率小,可选择管子的尺寸亦较小,其输入阻抗随输入功率变化波动也较小,因此,采用两个驱动放大器替代功分器后,可以极大简化射频功率放大器的设计难度。
每一所述驱动放大器,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器313或峰值放大器317;
这里,驱动放大器312可以驱动载波放大器313进行工作,驱动放大器315驱动峰值放大器317进行工作。
所述载波放大器313,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载318;
所述峰值放大器317,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载318;
所述波长转换网络314,连接于所述载波放大器313和所述负载318之间,用于对所述射频功率放大器进行阻抗变换;
所述相位补偿网络316,连接于对应的驱动放大器312和所述载波放大器313之间,用于对所述载波放大器313进行相位补偿。
所述波长转换网络和所述相位补偿网络都是一条微带线,但是在功率放大器电路中所起的作用是不相同的。
本实施例中,所述载波放大器313为主功率放大器,偏置在AB类状态;所述峰值放大器317为辅助功率放大器,偏置在C类状态。
基于上述实施例,本实施例提供一种射频功率放大器,下面以三个驱动放大器为例进行说明,即N=3。图4A为本发明实施例射频功率放大器的结构原理图四,如图4A所示,该放大器包括一个输入端41、三个驱动放大器42、一个载波放大器43、两个峰值放大器44、一个λ/4波长转换网络45、两个λ/4相位补偿网络46和负载47,其中:
所述三个驱动放大器42的输入端均与所述射频功率放大器的输入端41相连接,三个所述驱动放大器的输出端分别一一对应地与所述一个载波放大器43和两个所述峰值放大器44相连接;
所述三个驱动放大器42,用于对输入端41传输的输入信号进行三份功率划分,得到三份子输入信号;
这里,通过调节三个驱动放大器可实现等功率分配或不等功率分配的功能。当三个驱动放大器的参数值都相同时,即三个驱动放大器都完全一样时,三个驱动放大器具有相同功率的子输入信号,即三个驱动放大器对输入端输入信号进行了等功率划分。如果要实现不等功率划分,则分别对三个驱动放大器的参数进行调节,使得三个驱动放大器的参数不同即可实现子输入信号功率的不同,例如,当三个驱动放大器为同一类型的驱动放大器时,可以对三个驱动放大器的偏置、增益、管子尺寸等参数中的任意一个或任意多个参数进行调节。当其中两个驱动放大器的参数值相同,另一个驱动放大器的参数值和其他两个驱动放大器不同时,参数值相同的两个驱动放大器具有相同功率的子输入信号,另一个驱动放大器具有不同功率的子输入信号。当三个驱动放大器的参数都各不相同时,三个驱动放大器各自具有不同功率的子输入信号。也可以使用三个不同类型的驱动放大器实现功率的不等份划分。
每一所述驱动放大器42,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器43或峰值放大器44;
所述载波放大器43,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载47;
所述两个峰值放大器44,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载47;
这里,所述两个峰值放大器44的工作状态相同。
一个λ/4波长转换网络45,连接于所述载波放大器43和所述负载47之间;两个λ/4相位补偿网络46中,一个λ/4相位补偿网络连接于一个驱动放大器42和一个峰值放大器44之间,另一个λ/4相位补偿网络连接于另一个驱动放大器42和另一个峰值放大器44之间。
这里,所述载波放大器43为主功率放大器,偏置在AB类状态;所述两个峰值放大器44为辅助功率放大器,偏置在C类状态。
基于上述实施例,本实施例提供一种射频功率放大器,下面同样以三个驱动放大器为例进行说明,即N=3。图4B为本发明实施例Doherty射频功率放大器的结构原理图五,如图4B所示,该放大器包括一个输入端401,三个驱动放大器402,一个载波放大器403,两个峰值放大器404、405,两个λ/4波长转换网络406,一个λ/2相位补偿网络407、一个λ/4相位补偿网络408和负载409,其中:
所述三个驱动放大器402的输入端均与所述射频功率放大器的输入端401相连接,三个所述驱动放大器402的输出端分别一一对应地与所述一个载波放大器403和两个所述峰值放大器404、405相连接;
所述三个驱动放大器402,用于对输入端401传输的输入信号进行三份功率划分,得到三份子输入信号;
每一所述驱动放大器402,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器403或两个峰值放大器404、405;
所述载波放大器403,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载409;
所述两个峰值放大器404、405中的每一峰值放大器,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载409;
这里,所示的Doherty功率放大器可以被视为一个Doherty功率放大器(由载波放大器403和一个峰值放大器404构成)用作主放大器与另一峰值放大器405的并联组合。峰值放大器404初始对主放大器的负载进行调制,峰值放大器405以更高的功率对前一级Doherty放大器的负载进行调制,即峰值放大器404和峰值放大器405具有不同的工作状态。
需要说明的是,图4A和图4B都是以三个驱动放大器为例进行说明的,即N=3。不同的是,图4A中的两个峰值放大器具有相同的工作状态,图4B中的两个峰值放大器具有不同的工作状态,原因是两个功率放大电路中的载波放大器和峰值放大器的连接方式不同。但是,无论何种连接方式,载波放大器和两个峰值放大器所在的三个通路上的信号的功率,都是通过调节对应的驱动放大器进行划分的。本发明实施例仅仅是对不同的Doherty放大器进行举例说明,并不限制Doherty放大器中载波放大器和峰值放大器的连接方式。只要是通过调节不同通路上对应的驱动放大器的方式来进行功率的划分,都在本发明的保护范围之内。
基于上述的实施例,本发明实施例提供一种射频功率放大方法,图5为本发明实施例射频功率放大方法的实现流程示意图一,如图5所示,该方法应用于射频功率放大器,所述射频功率放大器包括:输入端、N个驱动放大器、1个载波放大器、(N-1)个峰值放大器和负载,N为大于等于2的自然数,所述N个驱动放大器的输入端均与所述射频功率放大器的输入端相连接,N个所述驱动放大器的输出端分别一一对应地与所述1个载波放大器和(N-1)个所述峰值放大器相连接,该方法包括:
步骤S501、所述N个驱动放大器对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;
需要说明的是,在所述N个驱动放大器中,具有相同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率相同;具有不同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率不同;可以通过调节不同驱动放大器的参数等方法,实现通过不同驱动放大器的子输入信号的功率不同,其中,所述参数可以包括但不限于:驱动放大器的偏置、驱动放大器的增益、驱动放大器的管子尺寸。
步骤S502、每一所述驱动放大器对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器;
步骤S503、所述载波放大器对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;
步骤S504、当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,所述(N-1)个峰值放大器中的每一峰值放大器对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载。
基于上述的实施例,本发明实施例提供一种射频功率放大方法,图6为本发明实施例射频功率放大方法的实现流程示意图二,如图6所示,该方法应用于射频功率放大器,所述射频功率放大器包括:输入端、N个驱动放大器、1个载波放大器、(N-1)个峰值放大器和负载,N为大于等于2的自然数,所述N个驱动放大器的输入端均与所述射频功率放大器的输入端相连接,N个所述驱动放大器的输出端分别一一对应地与所述1个载波放大器和(N-1)个所述峰值放大器相连接,该方法包括:
步骤S601、分别获取所述N个驱动放大器的参数;
步骤S602、根据所述N个驱动放大器的参数,对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;
这里,可以通过调节N个驱动放大器,可实现等功率分配或不等功率分配的功能。其中,具有相同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率相同;具有不同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率不同。
步骤S603、每一所述驱动放大器对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器;
步骤S604、所述载波放大器对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;
步骤S605、当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,所述(N-1)个峰值放大器中的每一峰值放大器对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载。
在其他实施例中,当N等于2时,所述射频功率放大器还包括波长转换网络,所述波长转换网络连接于所述载波放大器和所述负载之间,对应地,所述方法还包括:
所述波长转换网络对所述射频功率放大器进行阻抗变换。
在其他实施例中,当N等于2时,所述射频功率放大器还包括相位补偿网络,所述相位补偿网络连接于对应的驱动放大器和所述峰值放大器之间,对应地,所述方法还包括:
所述相位补偿网络对所述峰值放大器进行相位补偿。
在其他实施中,当N等于2时,所述射频功率放大器还包括相位补偿网络,所述相位补偿网络连接于对应的驱动放大器和所述载波放大器之间,对应地,所述方法还包括:
所述相位补偿网络对所述载波放大器进行相位补偿。
本发明实施例提供一种电子设备,所述电子设备包括上述的射频功率放大器。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元;既可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中;上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解,在本发明的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
需要说明的是,在本文中,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、物品或者装置不仅包括那些要素,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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
以上所述,仅为本发明的实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种射频功率放大器,其特征在于,所述射频功率放大器包括:输入端、N个驱动放大器、1个载波放大器、(N-1)个峰值放大器和负载,N为大于等于2的自然数,其中:
所述N个驱动放大器的输入端均与所述射频功率放大器的输入端相连接,N个所述驱动放大器的输出端分别一一对应地与所述1个载波放大器和(N-1)个所述峰值放大器相连接;
所述N个驱动放大器,用于对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;
每一所述驱动放大器,用于对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器;
所述载波放大器,用于对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;
所述(N-1)个峰值放大器中的每一峰值放大器,用于当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载。
2.根据权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,
在所述N个驱动放大器中,具有相同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率相同;具有不同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率不同。
3.根据权利要求2所述的射频功率放大器,其特征在于,当N等于2时,所述射频功率放大器还包括波长转换网络,其中:
所述波长转换网络,连接于所述载波放大器和所述负载之间,用于对所述射频功率放大器进行阻抗变换。
4.根据权利要求2所述的射频功率放大器,其特征在于,当N等于2时,所述射频功率放大器还包括相位补偿网络,其中:
所述相位补偿网络,连接于对应的驱动放大器和所述峰值放大器之间,用于对所述峰值放大器进行相位补偿;
或,所述相位补偿网络,连接于对应的驱动放大器和所述载波放大器之间,用于对所述载波放大器进行相位补偿。
5.根据权利要求1至4任一项所述的射频功率放大器,其特征在于,
所述载波放大器为主功率放大器,偏置在AB类状态;
所述峰值放大器为辅助功率放大器,偏置在C类状态。
6.一种射频功率放大方法,其特征在于,所述方法应用于射频功率放大器,所述射频功率放大器包括:输入端、N个驱动放大器、1个载波放大器、(N-1)个峰值放大器和负载,N为大于等于2的自然数,所述N个驱动放大器的输入端均与所述射频功率放大器的输入端相连接,N个所述驱动放大器的输出端分别一一对应地与所述1个载波放大器和(N-1)个所述峰值放大器相连接;
所述方法包括:
所述N个驱动放大器对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号;
每一所述驱动放大器对自身的子输入信号进行放大,并将放大后的子输入信号输入至相应的载波放大器或峰值放大器;
所述载波放大器对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载;
当所述放大后的子输入信号达到预设阈值时,所述(N-1)个峰值放大器中的每一峰值放大器对所述放大后的子输入信号进行再放大,并输出至所述负载。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述N个驱动放大器对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号,包括:
分别获取所述N个驱动放大器的参数;
根据所述N个驱动放大器的参数,对输入端传输的输入信号进行N份功率划分,得到N份子输入信号,其中,
具有相同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率相同;
具有不同参数的驱动放大器,对应的子输入信号的功率不同。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,当N等于2时,所述射频功率放大器还包括波长转换网络,所述波长转换网络连接于所述载波放大器和所述负载之间,对应地,所述方法还包括:
所述波长转换网络对所述射频功率放大器进行阻抗变换。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,当N等于2时,所述射频功率放大器还包括相位补偿网络,
所述相位补偿网络连接于对应的驱动放大器和所述峰值放大器之间,对应地,所述方法还包括:所述相位补偿网络对所述峰值放大器进行相位补偿;
或,
所述相位补偿网络连接于对应的驱动放大器和所述载波放大器之间,对应地,所述方法还包括:所述相位补偿网络对所述载波放大器进行相位补偿。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括权利要求1至5任一项所述的射频功率放大器。
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- 2018-06-08 CN CN201810589270.9A patent/CN108923758A/zh active Pending
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