CN109905092A - 一种功率放大装置及信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种功率放大装置及信号处理方法，该功率放大装置包括：第一功放支路、第二功放支路、信号控制电路、信号合成电路以及信号分离电路，其中：所述信号控制电路的输出端与所述第一功放支路的输入端耦合，所述信号分离电路的输出端与所述第二功放支路的输入端耦合，所述第一功放支路的输出端以及所述第二功放支路的输出端与所述信号合成电路的输入端耦合。本申请提供的功率放大装置可以实现带宽扩展以及效率提高。

Description

一种功率放大装置及信号处理方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种功率放大装置及信号处理方法。

背景技术

随着现代无线通信技术的不断发展，越来越多的工作频段将被使用，而功率放大装置作为无线通信系统中发射链路的末级，其工作带宽会直接影响到整个无线通信系统的工作带宽，如果功率放大装置的工作带宽较窄，整个无线通信系统的工作带宽也会较窄，导致整个无线通信系统的工作性能也会随之降低。

另一方面，无线通信系统为了提高频谱利用率，普遍采用带有幅度调制的高阶信号调制方式，这使得信号具有较高的峰均比(即峰值功率和平均输入功率差别较大)，这就需要功率放大器在各个输入功率下都要满足较高的效率。

因此，如何实现功率放大装置的带宽扩展以及效率提高成为了一个热门的研究课题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题在于如何实现功率放大装置的带宽扩展以及效率提高。

本发明实施例第一方面公开了一种功率放大装置，包括：第一功放支路，第二功放支路，信号控制电路，信号合成电路以及信号分离电路，其中：

该信号控制电路的输出端与该第一功放支路的输入端相连，该信号分离电路的输出端与该第二功放支路的输入端相连，该第一功放支路的输出端以及该第二功放支路的输出端与该信号合成电路的输入端相连；

该信号控制电路，用于在该第二功放支路满足开启条件的情况下，对输入进来的信号进行调整，得到第一射频信号，并将该第一射频信号输入该第一功放支路；

该第一功放支路，用于放大该第一射频信号，并将放大后的第一射频信号输入到该信号合成电路，该放大后的第一射频信号作为第二功放支路的输出端负载调整信号，可以调整该第二功放支路的输出端的负载阻抗；

该信号分离电路，用于在该第二功放支路满足预设的开启条件的情况下，将输入进来的第二射频信号分离为具有预设相位差的两路射频分离信号，并将该两路射频分离信号输入到该第二功放支路；

该第二功放支路，用于根据该第二功放支路的输出端的负载阻抗对该两路射频分离信号进行放大，并将放大后的两路射频分离信号输入到信号合成电路；

该信号合成电路，用于对该放大后的第一射频信号以及该放大后的两路射频分离信号合成后得到合成信号。

由于上述第一方面所示的装置中，未采用具有带宽限制的电路(例如负载调制网络等)，因此，上述功率放大装置可以被设计为多个倍频程的超宽带工作带宽，且电路之间的相互连接不具有带宽限制。另一方面，由于功率放大装置在饱和状态时总是具有较高的效率，而功率放大装置是否达到饱和状态与负载阻抗有关，因此，利用该信号控制电路以及该第一放大支路动态地调整第二放大支路的输出端的负载阻抗，以使第二功放支路尽快达到饱和状态，可以提高该功率放大装置的效率。

作为一种可行的实施方式，该第一功放支路被设置为在该功率放大装置预设的平均输入功率处达到饱和状态。

可见，通过实施上述可行的实施方式，由于信号的输入功率多数情况下处于平均输入功率附近，因此将该第一功放支路设置为在该平均输入功率处达到饱和状态，可以提升该功率放大装置在平均输入功率处的效率。

作为一种可选的实施方式，该第一功放支路在达到饱和状态时的饱和输出功率和所述第一功放支路预设的最大功率容量的差值小于预设阈值。

可见，通过上述可选的实施方式，可以避免由于饱和输出功率和最大功率容量相差较大导致的效率提升能力下降的问题。

作为一种可行的实施方式，该第一射频信号的最大功率小于或等于该功率放大装置预设的平均输入功率，该第二射频信号的最小功率大于该平均输入功率。

可见，通过实施上述可行的实施方式，输入到第一功放支路的第一射频信号的最大功率小于或等于平均输入功率，可以使该第一功放支路更易达到饱和状态，提高该功率放大装置在平均输入功率处的效率。

作为一种可行的实施方式，该信号控制电路，还用于在该第二功放支路未满足该预设的开启条件的情况下，将输入到该信号控制电路中的信号作为该第一射频信号，并将该第一射频信号输入到该第一功放支路中；该信号合成电路，还用于在该第二功放支路未满足预设的开启条件时，将经过该第一功放支路放大后的第一射频信号进行全反射处理，并通过信号控制电路的输出端输出该放大后的第一射频信号。

作为一种可行的实施方式，该预设的开启条件被设置为：输入到该第二功放支路的信号的最小功率大于该平均输入功率。

可见，在输入到该功率放大装置的信号的最大功率小于或等于平均输入功率以下时，第二功放支路不开启，功放支路中的第一功放支路在工作，通过实施上述可行的实施方式，信号控制电路无需对输入的信号进行调整以调整第二功放支路输出端的负载阻抗，信号合成电路也无需进行信号合成，就可保证该功率放大装置在平均输入功率处的效率，也可以节省该功率放大装置的功耗。

作为一种可行的实施方式，该第二功放支路包括两路功放模块，该两路功放模块用于分别对两路射频分离信号进行放大，并将放大后的射频分离信号输入该信号合成电路。

可见，通过实施上述可行的实施方式，采用两路功放模块分别对两路射频分离信号进行放大，可以使该功率放大装置得到更大的输出功率，提升该功率放大装置的性能。

作为一种可选的实施方式，该信号控制电路包括第一信号调制电路以及信号转换电路。该功率放大装置还包括:第一功率分配电路；

该第一功率分配电路的第一输出端与该第一信号调整电路的输入端相连，该第一信号调整电路的输出端与该信号转换电路的第一输入端相连，该第一功率分配电路的第二输出端与该信号转换电路的的第一输入端相连；该信号转换电路的第一输出端与该第一功放支路的输入端相连，该信号转换电路的第二输出端与该信号分离电路的输入端相连；

该第一功率分配电路，用于根据接收到的初始基带信号按照信号幅度进行分离，得到第一分离信号以及第二分离信号，并将该第一分离信号输入该第一信号调整电路，将该第二分离信号输入该信号转换电路，其中，该第一分离信号的信号幅度小于或等于该平均输入功率对应的信号幅度，该第二分离信号的信号幅度大于该平均输入功率对应的信号幅度；

该第一信号调整电路，用于在该第二功放支路满足该预设的开启条件的情况下，对输入的该第一分离信号进行调整，并将调整后的第一分离信号输入该信号转换电路；

该信号转换电路，用于对该第二分离信号以及该调整后的第一分离信号进行信号转换处理，得到该调整后的第一分离信号对应的第一射频信号以及该第二分离信号对应的第二射频信号。

可见，通过实施上述可行的实施方式，可以在需要传输的信号为基带信号时，经过幅度分离、信号调整以及信号转换后得到两路射频信号，可以保证后续完整的放大需要传输的信号，提升该功率放大装置的性能。

作为一种可行的实施方式，该信号转换电路包括：数模转换电路以及上变频电路；该数模转换电路，用于分别对该第二分离信号以及该调整后的第一分离信号进行数模转换处理，得到该第二分离信号对应的第二模拟信号以及该调整后的第一分离信号对应的第一模拟信号；该上变频电路，用于分别对该第一模拟信号以及该第二模拟信号进行上变频处理，得到该第一模拟信号对应的第一射频信号以及该该第二模拟信号对应的第二射频信号。

可见，通过实施上述可选的实施方式，可以在需要传输的信号为基带信号时，使基带信号转换为射频信号，便于后续第一功放支路以及第二功放支路对射频信号的放大。

作为一种可选的实施方式，该装置还包括：第二功率分配电路以及信号限幅电路，该信号控制电路包括第二信号调整电路；

该第二功率分配电路的第一输出端与该信号限幅电路的输入端相连，该第二功率分配电路的第二输出端与该信号分离电路的输入端相连，该信号限幅电路的输出端与该第二信号调整电路的输入端相连，该第二信号调整电路的输出端与该第一功放支路的输入端相连；

该第二功率分配电路，用于根据接收到的初始射频信号得到第三分离信号以及第二射频信号，并将该第三分离信号输入该信号限幅电路，将该第二射频信号输入该信号分离电路，其中，该第三分离信号的信号幅度与该第二射频信号的信号幅度相同；

该信号限幅电路，用于按照该平均输入功率对应的信号幅度对该第三分离信号进行限幅处理，并将限幅处理后的第三分离信号输入该第二信号调整电路，其中，该限幅处理后的第三分离信号的信号幅度小于或等于该平均输入功率对应的信号幅度；

该第二信号调整电路，用于在该第二功放支路满足该预设的开启条件的情况下，对该限幅处理后的第三分离信号进行调整，得到第一射频信号，并将该第一射频信号输入该第一功放支路。

可见，通过实施上述可行的实施方式，可以在需要传输的信号为一路射频信号时，通过功率分配、信号限幅等处理得到两路射频信号，可以保证后续完整的放大需要传输的信号，提升该功率放大装置的性能。

作为一种可行的实施方式，该第二信号调整电路为移相器电路；该移相器电路，用于在该第二功放支路满足该预设的开启条件时，根据相位调整控制信号对该限幅处理后的第三分离信号进行相位调整，得到第一射频信号，并将该第一射频信号输入该第一功放支路。

可见，通过实施上述可行的实施方式，可以利用移相器电路这一器件实现信号的相位调整功能，降低该功率放大装置的组装难度。

作为一种可行的实施方式，该信号分离电路包括：第一定向耦合器，该信号合成电路包括：第二定向耦合器。

可见，通过实施上述可行的实施方式，可以利用定向耦合器这类器件实现信号分离电路的功能以及信号合成电路的功能，降低该功率放大装置的组装难度。

作为一种可行的实施方式，该信号分离电路包括：第一巴伦电路；该信号合成电路包括：第二巴伦电路。

可见，通过实施上述可行的实施方式，可以利用巴伦电路这类器件实现信号分离电路的功能以及信号合成电路的功能，降低该功率放大装置的组装难度。

第二方面，本发明实施例提供了一种信号处理方法，该信号处理方法应用于功率放大装置，实现如上述第一方面或者第一方面可能的实施方式中的任意一种功率放大装置中的处理过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例和现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种功率放大装置的结构示意图；

图1a为本发明实施例提供的另一种功率放大装置的结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的又一种功率放大装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的又一种功率放大装置的结构示意图；

图2a为本发明实施例提供的一种初始基带信号的示意图；

图2b为本发明实施例提供的一种第一分离信号的示意图；

图2c为本发明实施例提供的一种第二分离信号的示意图；

图2d为本发明实施例提供的一种动态相位调整的情景示意图；

图2e为本发明实施例提供的一种信号转换电路的结构示意图；

图3对本发明实施例提供的又一种功率放大装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种功率放大装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种功率放大装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种信号处理方法的流程示意图。

具体实施方式

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相应地描述。

现代无线通信技术中采用了多种工作频段，因此，需要整个无线通信系统也能够适应多种工作频段。功率放大装置通常作为无线通信系统中的发射链路的末级，其工作带宽将直接影响整个无线通信系统的工作带宽。

另一方面，现代通信系统为了提高频谱利用率，广泛地采用带有幅度调制的高阶信号调制方式，这使得信号具有较高的峰均比(即峰值功率和平均输入功率差别较大)。而为了提升整个无线通信系统的效率，功率放大器需要在各个输入功率下保持高效率特征。

本发明实施例提出了一种功率放大装置，可以既实现该功率放大装置的带宽扩展，又能在各个输入功率下的保持高效率特征。

为了便于理解，本申请的主要发明原理可包括：功率放大装置的效率与该功率放大装置的饱和输出功率存在对应关系，该饱和输出功率表示该功率放大装置达到饱和状态时对应的输出功率，通常，该饱和输出功率为该功率放大装置最大的输出功率。

从该功率放大装置输出的信号对应的输出功率与该功率放大装置的直流供电能耗之比为该功率放大装置的效率。在该功率放大装置达到饱和状态时，对应的输出功率达到饱和输出功率，就可以获得较高的效率。

另一方面，该功率放大装置是否在某一输入功率下达到饱和状态，与其负载阻抗有关。负载阻抗越低，则该功率放大装置的电流输出能力越大，则该功率放大装置的输出功率也就越大。因此，通过动态地调整该功率放大装置的负载阻抗可以在不同的输入功率下得到较高的输出功率，保持高效率特征。

需要说明的，上述原理仅用于解释，不应对本申请构成限定。

基于上述主要发明原理，下面请参阅图1，为本发明实施例提供的一种功率放大装置的结构示意图。可以看出，图1中的功率放大装置可以包括：信号控制电路101，信号分离电路102，第一功放支路103，第二功放支路104，信号合成电路105。

在一个实施例中，该功率放大装置可以设置在终端中，也可以设置在基站中，本申请对此不作任何限制。

该信号控制电路101的输出端与该第一功放支路103的输入端耦合，该信号分离电路102的输出端与该第二功放支路104的输入端耦合，该第一功放支路103的输出端以及该第二功放支路104的输出端与该信号合成电路105的输入端耦合。

该信号控制电路101，可以在该第二功放支路104满足预设的开启条件时，对输入的信号进行调整后得到第一射频信号，并将该第一射频信号输入该第一功放支路103。

该第一功放支路103，用于放大该第一射频信号，并将放大后的第一射频信号输入该信号合成电路105，以调整该第二功放支路104的输出端的负载阻抗。

该信号分离电路102，用于在该第二功放支路104满足该预设的开启条件时，将输入的第二射频信号分离为具有预设相位差的两路射频分离信号，并将该两路射频分离信号输入该第二功放支路104。

该第二功放支路104，用于对该两路射频分离信号进行放大，并将放大后的两路射频分离信号输入该信号合成电路105。

在一个实施例中，该第二功放支路104可以包括第一功放模块1041以及第二功放模块1042，用于分别对该两路射频分离信号进行放大，并将放大后的射频分离信号输入该信号合成电路105。

该信号合成电路105，用于对该放大后的第一射频信号以及该放大后的两路射频分离信号合成后得到合成信号。

在一个实施例中，该信号合成电路105可以将该放大后的第一射频信号以及该放大后的两路射频分离信号按照该预设相位差进行信号的相位调整，以使该放大后的第一射频信号以及该放大后的两路射频分离信号的相位差相抵消，保证信号的顺利合成。

具体地，图1所示的功率放大装置的运行方式可分为两种：低功率状态的运行方式和高功率状态的运动方式。低功率状态，可以是指需要传输的信号的最大输入功率小于或等于该平均输入功率的状态；高功率状态，可以是指需要传输的信号的最小输入功率大于该平均输入功率的状态。

在一个实施例中，该第二功放支路104预设的开启条件可以为：输入到该第二功放支路104中的信号的最小功率大于该功率放大装置预设的平均输入功率。也就是说，当需要传输的信号的最小功率大于该平均输入功率时，该第二功放支路才开始工作；当需要传输的信号的最大功率小于或等于该平均输入功率时，该第二功放支路104不工作，由第一功放支路103对信号进行放大。

在高功率状态时，该第二功放支路104满足该预设的开启条件，第二功放支路104开启。该信号控制电路101调整输入到该第一功放支路103的第一射频信号，讲过该第一功放支路103放大后，将放大后的第一射频信号作为负载调整控制信号，以调整该第二功放支路104的输出端的负载阻抗，该第二功放支路104可以根据该第二功放支路104的输出端的负载阻抗调整该两路射频分离信号的输出功率，以使该第一功放支路103以及第二功放支路104可以在新的负载阻抗下尽快达到饱和状态，可以获得高功率状态下的高效率特征。

在一个实施例中，该第一功放支路103可以被设置为：在该功率放大装置预设的平均输入功率处达到饱和状态。在一个实施例中，该第一功放支路在达到饱和状态时的饱和输出功率和所述第一功放支路预设的最大功率容量的差值小于预设阈值，也就是说，该饱和输出功率和最大功率容量相近。

在一个实施例中，该第一射频信号的最大功率小于或等于该功率放大装置预设的平均输入功率，该第二射频信号的最小功率大于该平均输入功率。

在一个实施例中，该信号控制电路101，还用于在该第二功放支路104未满足该预设的开启条件时，将该输入的信号作为该第一射频信号，并将该第一射频信号输入该第一功放支路；该信号合成电路105，还用于在该第二功放支路104未满足该预设的开启条件时，将该放大后的第一射频信号进行全反射处理，以输出该放大后的第一射频信号。

在低功率状态时，输入到该第一放大支路103中的信号的输入功率小于或等于该平均输入功率，不能满足第二功放支路104的开启条件，因此，此时仅有第一功放支路103工作，该第一功放支路103放大该第一射频信号，并将放大后的第一射频信号输入到该信号合成器105中，该信号合成器105将该放大后的第一射频信号进行全反射，可以将该放大后的第一射频信号送到射频输出端口进行输出。该第一功放支路103可以在该平均输入功率处达到饱和状态，可以实现该功率放大装置在低功率下获得高效率特征。

在一个实施例中，该信号分离电路102可以为第一定向耦合器，该信号合成电路105可以为第二定向耦合器。

例如，请参阅图1a，为对本发明实施例的功率放大装置的一个示例，其中，信号分离电路以及信号分离电路分别为第一定向耦合器20以及第二定向耦合器50。该第一功放支路10可以包括一载波功放模块100，该第二功放支路40可以包括第一峰值功放模块400以及该第二峰值功放模块411。

图1a所示的第一峰值功放模块400以及该第二峰值功放模块411可以采用平衡类工作模式。

在一个实施例中，该信号分离电路102以及该信号合成电路105可以分别为第一巴伦电路以及第二巴伦电路。例如，请参阅图1b，为对本发明实施例的功率放大装置的一个示例，其中，信号分离电路以及信号合成电路分别为第一巴伦电路60以及第二巴伦电路70。该第一功放支路10可以包括该第一载波功放模块100，该第二功放支路40可以包括第一峰值功放模块400以及该第二峰值功放模块411。

图1b所示的第一峰值功放模块400以及该第二峰值功放模块411可以采用差分工作模式。

可以看出，在本发明实施例中，采用了第一功放支路提升了低功率下的效率，采用了第二功放支路提高了高功率下的输出功率，采用了信号控制电路，在该第二功放支路开启后用于调整该第二功放支路的负载阻抗，使得该第一功放支路和第二功放支路均能达到饱和，实现了在高输入功率下的高效率特征。并且，本发明实施例所示的功率放大装置中的每个结构均都可以被设计为超宽带工作带宽，电路之间的相互连接不具有带宽限制，实现了功率放大装置的带宽扩展。

请参阅图2，为本发明实施例提供的又一种功率放大装置，该功率放大装置包括：信号控制电路201、信号分离电路202、第一功放支路203、第二功放支路204、信号合成电路205、第一功率分配电路206，其中，该信号控制电路201包括：第一信号调整电路2011以及信号转换电路2012。

该第一功率分配电路206的第一输出端与该第一信号调整电路2011的输入端耦合，该第一信号调整电路2011的输出端与该信号转换电路2012的第一输入端耦合，该第一功率分配电路206的第二输出端与该信号转换电路2012的的第一输入端耦合；该信号转换电路2012的第一输出端与该第一功放支路203的输入端耦合，该信号转换电路2012的第二输出端与该信号分离电路202的输入端耦合。

该第一功率分配电路206，用于接收初始基带信号，并根据接收到的初始基带信号得到第一分离信号以及第二分离信号，并将该第一分离信号输入该第一信号调整电路2011，将该第二分离信号输入该信号转换电路2012。

需要说明的，该初始基带信号用于表示需要传输的信号为数字信号。

其中，该第一分离信号的信号幅度小于或等于该平均输入功率对应的信号幅度，该第二分离信号的信号幅度大于该平均输入功率对应的信号幅度。

在一个实施例中，该第一功率分配电路206可以按照平均输入功率所对应的信号幅度将该初始基带信号分为两部分，一部分为该信号幅度小于或等于该平均输入功率对应的信号幅度的第一分离信号，一部分为信号幅度大于该平均输入功率对应的信号幅度的该第二分离信号。

举例来说，请参阅图2a，图2a为该初始基带信号的示意图，可以看出，该初始基带信号通常是处于平均输入功率所对应的信号幅度。该第一功率分配电路206将如图2a所示的初始基带信号按照平均输入功率所对应的信号幅度将该初始基带信号分为两部分，一部分为该如图2b所示的第一分离信号，另一部分为如图2c所示的第二分离信号。该第一功率分配电路206将该第一分离信号输入到该第一功放支路203，将该第二分离信号输入到该信号分离电路202，以进一步输入到该第二功放支路204。

该第一信号调整电路2011，用于在该第二功放支路204满足该预设的开启条件时，对输入的该第一分离信号进行调整，并将调整后的第一分离信号输入该信号转换电路2012。

在一个实施例中，该第一信号调整电路2011，可以根据该初始基带信号的信号幅度大小，该功率放大装置的具体工作频率和第二功能支路204的功放特征动态改变经过其的信号的相位信息。

在一个实施例中，该第一信号调制电路2011可以根据该功率放大装置的工作频率设置该初始相位差，以保证在不同的工作频率下该放大后的第一射频信号以及该放大后的两路射频分类信号能够顺利地合成。

在一个实施例中，该第一信号调整电路2011还可以根据输入的信号对应的输入功率，在已经设置的初始相位差上进行动态调整，提升功率放大装置的效率和输出功率。

请参阅图2d，图2d展示了该第一信号调整电路对输入的信号进行动态相位调整的情景示意图。该初始相位差根据工作频点设置，在第二功放支路未满足预设的开启条件时，该初始相位差保持不变，该第二功放支路开启后，该第一信号调整电路开始根据该第二功放支路的功放特征和输入的信号对应的信号幅度进行动态相位调整，控制该第一功放支路203输出的放大后的第一射频信号的相位进行变化，以对该第二功放支路进行负载调制。

需要说明的，图2d所示的动态相位调整曲线仅仅为一种示意，实际情况中可以根据功放特征拟合的一段函数曲线。

该信号转换电路2012，用于对该第二分离信号以及该调整后的第一分离信号进行信号转换处理，得到该调整后的第一分离信号对应的第一射频信号以及该第二分离信号对应的第二射频信号。

在一个实施例中，请参阅图2e，该信号转换电路2012可以包括：数模转换电路20121以及上变频电路20122。

该数模转换电路20121，用于分别对该第二分离信号以及该调整后的第一分离信号进行数模转换处理，得到该第二分离信号对应的第二模拟信号以及该调整后的第一分离信号对应的第一模拟信号。

该上变频电路，用于分别对该第一模拟信号以及该第二模拟信号进行上变频处理，得到该第一模拟信号对应的第一射频信号以及该该第二模拟信号对应的第二射频信号。

还需要说明的是，该信号分离电路202，第一功放支路203，第二功放支路204、信号合成电路205的结构及工作原理可参照前述实施例中的对应描述，在此不作赘述。

下面请参阅图3，为对本发明实施例所示的功率放大装置的一个举例。其中，该第一定向耦合器302对应于该信号分离电路；该第一功放支路中包括该载波功放模块3031，该第二功放支路包括的两个功放模块分别为第一峰值功放模块3041以及第二峰值功放模块3042；该第二定向耦合器对应于该信号合成电路。

其中，该载波功放模块3031可以偏置在AB类工作模式，第一峰值功放模块3041以及和第二峰值功放模块3042可以偏置在浅C类(即偏置在C类，但偏置电压与开启电压差距不大)。

初始基带信号经过第一功率分配电路306后分为两路，其中一路经由第一信号调整模块3011进行相位调整。这两路信号经过信号转换电路3012后被处理为射频信号(第一射频心信号和第二射频信号)。其中，第一射频信号经由载波功放模块3031放大。第二射频信号则由第一定向耦合器分为有预设相位差的两路信号，再分别输入给第一峰值功放模块3041和第二峰值功放模块3042放大。载波功放模块3031放大的信号和一对峰值功放模块放大后的信号经由第二定向耦合器305进行合成后得到最终的合成信号。

可见，本发明实施例中，可以通过第一功率分配电路以及信号控制电路将同一基带信号分离为两路射频信号，以实现对基带信号的完整放大，提高了该功率放大装置的性能。

请参阅图4，为本发明实施例提供的又一种功率放大装置。图4所示的功率放大装置可包括：信号控制电路401、信号分离电路402、第一功放支路403、第二功放支路404、信号合成电路405、第二功率分配电路406，信号限幅电路407，其中，所述信号控制电路403包括第二信号调整电路4011，所述第二功放支路404包括第一功放模块4041以及第二功放模块4042。

该第二功率分配电路406的第一输出端与该信号限幅电路407的输入端耦合，该第二功率分配电路406的第二输出端与该信号分离电路402的输入端耦合，该信号限幅电路407的输出端与该第二信号调整电路4011的输入端耦合，该第二信号调整电路4011的输出端与该第一功放支路403的输入端耦合。

该第二功率分配电路406，用于根据接收到的初始射频信号得到第三分离信号以及第二射频信号，并将该第三分离信号输入该信号限幅电路407，将该第二射频信号输入该信号分离电路402。

其中，该第三分离信号的信号幅度与该第二射频信号的信号幅度相同。

在一个实施例中，该第二功率分配电路406的功能可以通过功分器来实现，也可以通过耦合器加延迟线来实现。

该第二功率分配电路406可以将接收到的初始射频信号分为携带相同幅度信息的两部分，即第三分离信号以及第二射频信号。在一个实施例中，该第三分离信号对应的信号幅度以及第二射频信号对应的信号幅度也可以按照一定的比例进行变化。

该信号限幅电路407，用于按照该平均输入功率对应的信号幅度对该第三分离信号进行限幅处理，并将限幅处理后的第三分离信号输入该第二信号调整电路4011。

在一个实施例中，该信号限幅电路407，可以按照该平均输入功率对应的信号幅度将该第三分离信号限制在该平均输入功率对应的信号幅度或以下。

该第二信号调整电路4011，用于在该第二功放支路满足该预设的开启条件时，对该限幅处理后的第三分离信号进行调整，得到第一射频信号，并将该第一射频信号输入该第一功放支路403。

在一个实施例中，该第二信号调整电路4011可以为移相器电路；该移相器电路，用于在该第二功放支路满足该预设的开启条件时，根据相位调整控制信号对该限幅处理后的第三分离信号进行相位调整，得到第一射频信号，并将所述第一射频信号输入所述第一功放支路403。

在一个实施例中，该第一功放模块4041可以为载波功放模块，该第二功放模块4042也可以为载波功放模块。该第一功放模块4041以及该第二功放模块4042可以偏置在深C类工作模式。

还需要说明的是，该信号分离电路402，第一功放支路403、信号合成电路405的结构及工作原理可参照前述实施例中的对应描述，在此不作赘述。

下面请参阅图5，为对本发明实施例所示的功率放大装置的一个举例。其中，该第一定向耦合器502对应于该信号分离电路；该第一功放支路503中包括该载波功放模块5031，该第二功放支路504包括的两个功放模块分别为第一峰值功放模块5041以及第二峰值功放模块5042；该第二定向耦合器505对应于该信号合成电路。

需要说明的是，该第二功率分配电路506、限幅器507、移相器5011可以为模拟器件，可以实现对射频信号的处理。

该第一峰值功放模块5041以及第二峰值功放模块5042可以偏置在深C类工作模式，使得输入该第一峰值功放模块5041以及第二峰值功放模块5042的信号幅度在小于平均输入功率对应的信号幅度时，两个峰值功放模块都不工作。

初始射频信号经过该第二功率分配电路506，该第二功率分配电路506将该初始射频信号按照平均输入功率对应的信号幅度分为携带相同幅度信息的两路信号(在一个实施例中，可以认为是按照信号幅度复制两个相同的信号)，即第三分离信号以及第二射频信号。其中，针对该第三分离信号，通过限幅器507将该限幅处理后的第三分离信号的最大信号幅度限制为平均输入功率对应的信号幅度，并通过移相器5011在两个峰值功放模块都工作时，根据相位调整控制信号调整该限幅处理后的第三分离信号的相位，得到第一射频信号。

在一对峰值功放模块均工作时，第二射频信号则由第一定向耦合器502分为有预设相位差的两路射频分离信号，再分别输入给第一峰值功放模块5041和第二峰值功放模块5042放大。载波功放模块5031放大的第一射频信号和一对峰值功放模块放大的两路射频分离信号经由第二定向耦合器505进行合成后得到最终的合成信号。

初始基带信号经过第一功率分配电路406后分为两路，其中一路经由第一信号调整模块5011进行相位调整。这两路信号经过信号转换电路5012后被处理为射频信号(第一射频心信号和第二射频信号)。其中，第一射频信号经由载波功放模块5031放大。第二射频信号则由第一定向耦合器502分为有预设相位差的两路射频分离信号，再分别输入给第一峰值功放模块5041和第二峰值功放模块5042放大。载波功放模块5031放大的第一射频信号和一对峰值功放模块放大的两路射频分离信号经由第二定向耦合器505进行合成后得到最终的合成信号。

可见，本发明实施例中，可以通过第二功率分配电路以及信号限幅电路将同一初始射频信号分离为两路射频信号，以实现对同一射频信号的完整放大，提高了该功率放大装置的性能。

下面介绍本申请涉及的方法实施例。

请参阅图6，为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图。如图6所示的方法可应用于功率放大装置，该功率放大装置包括：第一功放支路、第二功放支路、信号控制电路、信号合成电路以及信号分离电路。在一个实施例中，该信号控制电路包括：第一信号调整电路以及信号转换电路，该功率放大装置还包括：第一功率分配电路。

该方法包括：

601、通过第一功率分配电路接收初始基带信号，并根据接收到的初始基带信号得到第一分离信号以及第二分离信号。

其中，该第一分离信号的信号幅度小于或等于该平均输入功率对应的信号幅度，该第二分离信号的信号幅度大于该平均输入功率对应的信号幅度以上。

602、在第二功放支路满足预设的开启条件时，通过信号控制电路对输入的信号进行调整后得到第一射频信号。

在一个实施例中，该第一射频信号为输入的最大功率小于或等于该功率放大装置预设的平均输入功率的射频信号。

在一个实施例中，在该第二功放支路满足预设的开启条件时，通过该信号控制电路对输入的信号进行调整后得到第一射频信号，包括：在该第二功放支路满足预设的开启条件时，通过该第一信号调整电路对该第一分离信号进行调整，并通过该信号转换电路对该第二分离信号以及调整后的第一分离信号进行信号转换处理，得到该调整后的第一分离信号对应的第一射频信号以及该第二分离信号对应的第二射频信号。

在一个实施例中，所述信号转换电路包括：数模转换电路以及上变频电路；所述通过所述信号转换电路对所述第二分离信号以及所述调整后的第一分离信号进行信号转换处理，得到所述调整后的第一分离信号对应的第一射频信号以及所述第二分离信号对应的第二射频信号，包括：通过所述数模转换电路分别对所述第二分离信号以及所述调整后的第一分离信号进行数模转换处理，得到所述第二分离信号对应的第二模拟信号以及所述调整后的第一分离信号对应的第一模拟信号；通过所述上变频电路分别对所述第一模拟信号以及所述第二模拟信号进行上变频处理，得到所述第一模拟信号对应的第一射频信号以及所述所述第二模拟信号对应的第二射频信号。

603、通过第一功放支路放大第一射频信号，以调整第二功放支路的输出端的负载阻抗。

在一个实施例中，该第一功放支路在该平均输入功率处达到饱和状态。

604、通过信号分离电路将输入的第二射频信号分离为具有预设相位差的两路射频分离信号，并通过第二功放支路对两路射频分离信号进行放大。

在一个实施例中，该第二射频信号为输入的最小功率大于该平均输入功率的射频信号。

605、通过信号合成电路对放大后的第一射频信号以及放大后的两路射频分离信号进行合成后得到合成信号。

在一个实施例中，该方法还包括：在该第二功放支路未满足该开启条件时，通过该信号控制电路将输入的信号作为该第一射频信号，并通过该信号合成电路将放大后的第一射频信号进行全反射处理，以输出该放大后的第一射频信号。

请参阅图7，为本发明实施例提供的另一种信号处理方法的流程示意图。如图7所示的方法可应用于功率放大装置，该功率放大装置包括：第一功放支路、第二功放支路、信号控制电路、信号合成电路以及信号分离电路。该功率放大装置还包括：第二功率分配电路以及信号限幅电路，该信号控制电路包括第二信号调整电路。

该方法包括：

701、通过第二功率分配电路接收初始射频信号，并根据接收到的初始射频信号得到第三分离信号以及第二射频信号。

其中，该第三分离信号的信号幅度与该第二射频信号的信号幅度相同。

702、通过信号限幅电路按照平均输入功率对应的信号幅度对第三分离信号进行限幅处理。

703、在第二功放支路满足预设的开启条件时，通过第二信号调整电路对限幅处理后的第三分离信号进行调整，得到第一射频信号。

在一个实施例中，该在该第二功放支路满足预设的开启条件时，通过该第二信号调整电路对限幅处理后的第三分离信号进行调整，得到第一射频信号，包括：在该第二功放支路满足该开启条件的状态时，通过该第二信号调整电路根据相位调整控制信号对限幅处理后的第三分离信号进行相位调整，得到第一射频信号。

704、在第二功放支路满足预设的开启条件时，通过信号控制电路对输入的信号进行调整后得到第一射频信号。

705、通过第一功放支路放大第一射频信号，以调整第二功放支路的输出端的负载阻抗。

706、通过信号分离电路将输入的第二射频信号分离为具有预设相位差的两路射频分离信号，并通过第二功放支路对两路射频分离信号进行放大。

707、通过信号合成电路对放大后的第一射频信号以及放大后的两路射频分离信号进行合成后得到合成信号。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(Random AccessMemory，RAM)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种功率放大装置及信号处理方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的结构、方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (17)

1.一种功率放大装置，其特征在于，包括：第一功放支路、第二功放支路、信号控制电路、信号合成电路以及信号分离电路，其中：

所述信号控制电路的输出端与所述第一功放支路的输入端耦合，所述信号分离电路的输出端与所述第二功放支路的输入端耦合，所述第一功放支路的输出端以及所述第二功放支路的输出端与所述信号合成电路的输入端耦合；

所述信号控制电路，用于在所述第二功放支路满足预设的开启条件时，对输入的信号进行调整后得到第一射频信号，并将所述第一射频信号输入所述第一功放支路；

所述第一功放支路，用于放大所述第一射频信号，并将放大后的第一射频信号输入所述信号合成电路，以调整所述第二功放支路的输出端的负载阻抗；

所述信号分离电路，用于在所述第二功放支路满足所述预设的开启条件时，将输入的第二射频信号分离为具有预设相位差的两路射频分离信号，并将所述两路射频分离信号输入所述第二功放支路；

所述第二功放支路，用于对所述两路射频分离信号进行放大，并将放大后的两路射频分离信号输入所述信号合成电路；

所述信号合成电路，用于对所述放大后的第一射频信号以及所述放大后的两路射频分离信号合成后得到合成信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一功放支路在所述功率放大装置预设的平均输入功率处达到饱和状态。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一射频信号的最大功率小于或等于所述平均输入功率；所述第二射频信号的最小功率大于所述平均输入功率。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述信号控制电路，还用于在所述第二功放支路未满足所述预设的开启条件时，将所述输入的信号作为所述第一射频信号，并将所述第一射频信号输入所述第一功放支路；

所述信号合成电路，还用于在所述第二功放支路未满足所述预设的开启条件时，将所述放大后的第一射频信号进行全反射处理，以输出所述放大后的第一射频信号。

5.如权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述第二功放支路包括两路功放模块；

所述两路功放模块，用于分别对所述两路射频分离信号进行放大，并将放大后的射频分离信号输入所述信号合成电路。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号控制电路包括第一信号调整电路以及信号转换电路，所述装置还包括：第一功率分配电路；

所述第一功率分配电路的第一输出端与所述第一信号调整电路的输入端耦合，所述第一信号调整电路的输出端与所述信号转换电路的第一输入端耦合，所述第一功率分配电路的第二输出端与所述信号转换电路的的第一输入端耦合；

所述信号转换电路的第一输出端与所述第一功放支路的输入端耦合，所述信号转换电路的第二输出端与所述信号分离电路的输入端耦合；

所述第一功率分配电路，用于根据接收到的初始基带信号得到第一分离信号以及第二分离信号，并将所述第一分离信号输入所述第一信号调整电路，将所述第二分离信号输入所述信号转换电路，其中，所述第一分离信号的信号幅度小于或等于所述平均输入功率对应的信号幅度，所述第二分离信号的信号幅度大于所述平均输入功率对应的信号幅度；

所述第一信号调整电路，用于在所述第二功放支路满足所述预设的开启条件时，对输入的所述第一分离信号进行调整，并将调整后的第一分离信号输入所述信号转换电路；

所述信号转换电路，用于对所述第二分离信号以及所述调整后的第一分离信号进行信号转换处理，得到所述调整后的第一分离信号对应的第一射频信号以及所述第二分离信号对应的第二射频信号。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号转换电路包括：数模转换电路以及上变频电路；

所述数模转换电路，用于分别对所述第二分离信号以及所述调整后的第一分离信号进行数模转换处理，得到所述第二分离信号对应的第二模拟信号以及所述调整后的第一分离信号对应的第一模拟信号；

所述上变频电路，用于分别对所述第一模拟信号以及所述第二模拟信号进行上变频处理，得到所述第一模拟信号对应的第一射频信号以及所述所述第二模拟信号对应的第二射频信号。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二功率分配电路以及信号限幅电路，所述信号控制电路包括第二信号调整电路；

所述第二功率分配电路的第一输出端与所述信号限幅电路的输入端耦合，所述第二功率分配电路的第二输出端与所述信号分离电路的输入端耦合，所述信号限幅电路的输出端与所述第二信号调整电路的输入端耦合，所述第二信号调整电路的输出端与所述第一功放支路的输入端耦合；

所述第二功率分配电路，用于根据接收到的初始射频信号得到第三分离信号以及第二射频信号，并将所述第三分离信号输入所述信号限幅电路，将所述第二射频信号输入所述信号分离电路，其中，所述第三分离信号的信号幅度与所述第二射频信号的信号幅度相同；

所述信号限幅电路，用于按照所述平均输入功率对应的信号幅度对所述第三分离信号进行限幅处理，并将限幅处理后的第三分离信号输入所述第二信号调整电路；

所述第二信号调整电路，用于在所述第二功放支路满足所述预设的开启条件时，对所述限幅处理后的第三分离信号进行调整，得到第一射频信号，并将所述第一射频信号输入所述第一功放支路。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二信号调整电路为移相器电路；

所述移相器电路，用于在所述第二功放支路满足所述预设的开启条件时，根据相位调整控制信号对所述限幅处理后的第三分离信号进行相位调整，得到第一射频信号，并将所述第一射频信号输入所述第一功放支路。

10.一种信号处理方法，其特征在于，应用于功率放大装置，所述功率放大装置包括：第一功放支路、第二功放支路、信号控制电路、信号合成电路以及信号分离电路，所述方法包括：

在所述第二功放支路满足预设的开启条件时，通过所述信号控制电路对输入的信号进行调整后得到第一射频信号；

通过所述第一功放支路放大所述第一射频信号，以调整所述第二功放支路的输出端的负载阻抗；

通过所述信号分离电路将输入的第二射频信号分离为具有预设相位差的两路射频分离信号，并通过所述第二功放支路对所述两路射频分离信号进行放大；

通过所述信号合成电路对放大后的第一射频信号以及放大后的两路射频分离信号进行合成后得到合成信号。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一功放支路在所述功率放大装置预设的平均输入功率处达到饱和状态。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一射频信号为输入的最大功率小于或等于所述功率放大装置预设的平均输入功率的射频信号；所述第二射频信号为输入的最小功率大于所述平均输入功率的射频信号。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第二功放支路未满足所述开启条件时，通过所述信号控制电路将输入的信号作为所述第一射频信号，并通过所述信号合成电路将放大后的第一射频信号进行全反射处理，以输出所述放大后的第一射频信号。

14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述信号控制电路包括：第一信号调整电路以及信号转换电路，所述功率放大装置还包括：第一功率分配电路；

所述在所述第二功放支路满足预设的开启条件时，通过所述信号控制电路对输入的信号进行调整后得到第一射频信号之前，所述方法还包括：

通过所述第一功率分配电路接收初始基带信号，并根据接收到的初始基带信号得到第一分离信号以及第二分离信号，其中，所述第一分离信号的信号幅度小于或等于所述平均输入功率对应的信号幅度，所述第二分离信号的信号幅度大于所述平均输入功率对应的信号幅度以上；

所述在所述第二功放支路满足预设的开启条件时，通过所述信号控制电路对输入的信号进行调整后得到第一射频信号，包括：

在所述第二功放支路满足预设的开启条件时，通过所述第一信号调整电路对所述第一分离信号进行调整，并通过所述信号转换电路对所述第二分离信号以及调整后的第一分离信号进行信号转换处理，得到所述调整后的第一分离信号对应的第一射频信号以及所述第二分离信号对应的第二射频信号。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述信号转换电路包括：数模转换电路以及上变频电路；

所述通过所述信号转换电路对所述第二分离信号以及所述调整后的第一分离信号进行信号转换处理，得到所述调整后的第一分离信号对应的第一射频信号以及所述第二分离信号对应的第二射频信号，包括：

通过所述数模转换电路分别对所述第二分离信号以及所述调整后的第一分离信号进行数模转换处理，得到所述第二分离信号对应的第二模拟信号以及所述调整后的第一分离信号对应的第一模拟信号；

通过所述上变频电路分别对所述第一模拟信号以及所述第二模拟信号进行上变频处理，得到所述第一模拟信号对应的第一射频信号以及所述所述第二模拟信号对应的第二射频信号。

16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述功率放大装置还包括：第二功率分配电路以及信号限幅电路，所述信号控制电路包括第二信号调整电路；

所述在所述第二功放支路满足预设的开启条件时，通过所述信号控制电路对输入的信号进行调整后得到第一射频信号之前，所述方法还包括：

通过所述第二功率分配电路接收初始射频信号，并根据接收到的初始射频信号得到第三分离信号以及第二射频信号，其中，所述第三分离信号的信号幅度与所述第二射频信号的信号幅度相同；

通过所述信号限幅电路按照所述平均输入功率对应的信号幅度对所述第三分离信号进行限幅处理；

所述在所述第二功放支路满足预设的开启条件时，通过所述信号控制电路对输入的信号进行调整后得到第一射频信号，包括：

在所述第二功放支路满足预设的开启条件时，通过所述第二信号调整电路对限幅处理后的第三分离信号进行调整，得到第一射频信号。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述在所述第二功放支路满足预设的开启条件时，通过所述第二信号调整电路对限幅处理后的第三分离信号进行调整，得到第一射频信号，包括：

在所述第二功放支路满足所述开启条件的状态时，通过所述第二信号调整电路根据相位调整控制信号对限幅处理后的第三分离信号进行相位调整，得到第一射频信号。