CN116615864A - 无线通信系统中的功率放大器和包括其的电子设备 - Google Patents

无线通信系统中的功率放大器和包括其的电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及将被提供用于支持超过诸如长期演进(LTE)之类的第四代(4G)通信系统的更高数据速率的第五代(5G)或预5G通信系统。无线通信系统中的多赫蒂功率放大器可以包括差分载波放大器、差分峰值放大器和输出匹配电路。输出匹配电路可以包括初级调谐电容器、变换器和次级调谐电容器。差分载波放大器可以通过差分载波放大器的输出端的载波电容器和电感器连接到初级调谐电容器。差分峰值放大器可以连接到初级调谐电容器。初级调谐电容器、电感器和载波电容器可以被配置为用作四分之一波长变换器。

Description

无线通信系统中的功率放大器和包括其的电子设备
技术领域
本公开总体上涉及无线通信系统，更具体地，涉及无线通信系统中的功率放大器和包括该功率放大器的电子设备。
背景技术
为了满足自部署第四代(4G)通信系统以来增加的对无线数据流量的需求，已经努力开发改进的第五代(5G)或预5G通信系统。因此，5G或预5G通信系统也被称为‘超4G网络’或‘后LTE系统’。
5G通信系统被认为是在较高频率(毫米波)频带(例如，60GHz频带)中实施的，以便实现更高的数据速率。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束成形、大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)、全维MIMO(Full Dimensional MIMO，FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形、大规模天线技术。
此外，在5G通信系统中，基于高级小小区、云无线电接入网络(Radio AccessNetwork，RAN)、超密集网络、设备到设备(device-to-device，D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(Coordinated Multi-Points，CoMP)、接收端干扰去除等，正在进行针对系统网络改进的开发。
在5G系统中，已经开发了作为高级编码调制(advanced coding modulation，ACM)的混合FSK和QAM调制(FSK and QAM Modulation，FQAM)和滑动窗口叠加编码(slidingwindow superposition coding，SWSC)，以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(filterbank multi carrier，FBMC)、非正交多址(non-orthogonal multiple access，NOMA)和稀疏码多址(sparse code multiple access，SCMA)。
为了提高通信性能，正在开发配备有多个天线的产品，并且预期通过使用大规模MIMO技术来使用具有大量天线的设备。随着通信设备中天线元件数量的增加，RF组件(例如，功率放大器(power amplifier，PA))的数量不可避免地随之相应增加。
以上信息仅作为背景信息而呈现，以帮助理解本公开。关于上述任何内容是否可以作为现有技术应用于本公开，没有做出确定，也没有做出断言。
发明内容
技术问题
本公开的各方面至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供下述优点。相应地，本公开的一个方面是提供一种用于无线通信系统中放大器的小型化的设备和方法。
本公开的另一方面是提供一种用于提高无线通信系统中的第五代(5G)射频集成电路(radio frequency integrated circuit，RFIC)的效率的多赫蒂(Doherty)结构以及包括该多赫蒂结构的设备。
本公开的另一方面是提供一种用于通过匹配电路的结构提供高增益的射频(radio frequency，RF)链以及包括该RF链的设备，该匹配电路由无线通信系统中的多赫蒂功率放大器的载波放大器及其峰值放大器所共享。
附加的方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地将从描述中变得显而易见，或者可以通过对所呈现的实施例的实践来了解。
问题的解决方案
根据本公开的一个方面，提供了一种无线通信系统中的多赫蒂功率放大器。多赫蒂功率放大器包括差分载波放大器、差分峰值放大器和输出匹配电路。输出匹配电路可以包括初级调谐电容器、变换器和次级调谐电容器。差分载波放大器可以通过差分载波放大器的输出端的载波电容器和电感器连接到初级调谐电容器。差分峰值放大器可以连接到初级调谐电容器。初级调谐电容器、电感器和载波电容器可以被配置为用作四分之一波长变换器。
根据本公开的另一方面，提供了一种RFIC。RFIC包括多个射频(RF)处理链。多个RF处理链中的每个RF处理链可以包括移相器和多赫蒂功率放大器。多赫蒂功率放大器可以包括差分载波放大器、差分峰值放大器和输出匹配电路。输出匹配电路可以包括初级调谐电容器、变换器和次级调谐电容器。差分载波放大器可以通过差分载波放大器的输出端的载波电容器和电感器连接到初级调谐电容器。差分峰值放大器可以连接到初级调谐电容器。
发明的有益效果
本公开的各种实施例的设备和方法可以通过其中在多赫蒂功率放大器中载波放大器和峰值放大器共享匹配电路的结构来实现产品小型化并同时提高放大效率。
从以下结合附图公开了本公开的各种实施例的详细描述中，本公开的其他方面、优点和显著特征对于本领域技术人员将变得明显。
附图说明
从以下结合附图的描述中，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更加显而易见，其中：
图1A示出了根据本公开的实施例的无线通信系统；
图1B示出了根据本公开的实施例的包括功率放大器的射频集成电路(RFIC)的示例；
图2A和图2B示出了根据本公开的各种实施例的要通过多赫蒂结构来改进的功率放大器的示例；
图3示出了根据本公开的实施例的具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器的示例；
图4示出了根据本公开的实施例的具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器的差分对布置的示例；
图5示出了根据本公开的实施例的具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器的差分对布置的另一示例；以及
图6示出了根据本公开的实施例的包括具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器的电子设备的功能结构。
在所有附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件。
具体实施方式
提供参考附图的以下描述以帮助全面理解由权利要求及其等同物所定义的本公开的各种实施例。它包括各种具体细节以帮助理解，但是这些仅被视为示例性的。相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文描述的各种实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，可以省略对众所周知的功能和构造的描述。
在以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于文献意义，而是仅由发明人使用，以使得能够清楚和一致地理解本公开。相应地，对于本领域技术人员显而易见的是，本公开的各种实施例的以下描述仅仅是为了说明的目的而提供的，而不是为了限制由所附权利要求及其等同物所定义的本公开。
应当理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文中另有明确规定。因此，例如，提及“组件表面”包括提及一个或多个这样的表面。
在下面描述的本公开的各种实施例中，将作为示例描述硬件方式方法。然而，由于本公开的各种实施例包括使用硬件和软件的技术，所以本公开的各种实施例不排除基于软件的方式方法。
为了描述方便，例示了在以下描述中使用的表示电子设备的组件的术语(例如，基板、平板、印刷电路板(printed circuit board，PCB)、柔性PCB(flexible PCB，FPCB)、模块、天线、天线元件、电路、处理器、芯片、组件和设备)、表示组件形状的术语(例如，结构、结构部分、支撑部件、接触部件、突出部件和开口部件)、表示结构之间的连接部件的术语(例如，连接部件、接触部件、支撑部件、接触结构、导电构件和配件)、表示电路的术语(例如，PCB、FPCB、信号线、馈线、数据线、RF信号线、天线、RF路径、RF模块和RF电路)等等。相应地，本公开不限于下面描述的术语，并且可以使用具有等同技术含义的其他术语。此外，下面使用的诸如“……部件”、“……单元”、“……部分”和“……主体”之类的术语可以意味着至少一个形状结构或者意味着用于处理功能的单元。
此外，在本公开中，为了确定是否满足或履行特定条件，可以使用“大于”或“小于”的表述，但是这仅仅是用于表述一个示例的描述，并且不排除以上或以下的描述。被称为“等于或大于”的条件可以替换为“大于”，被称为“等于或小于”的条件可以替换为“小于”，被称为“等于或大于且小于”的条件可以替换为“大于且等于或小于”。
此外，尽管本公开通过使用在一些通信标准(例如，第三代合作伙伴计划(3rdGeneration Partnership Project，3GPP)和电气和电子工程师协会(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，IEEE))中使用的术语来描述实施例，但是这仅仅是用于描述的示例。本公开的实施例可以容易地修改并应用于其他通信系统。
下文中，本公开涉及无线通信系统中的功率放大器和包括该功率放大器的电子设备。详细地，本公开提出了一种多赫蒂功率放大器来代替传统的堆叠型放大器，作为无线通信系统中的功率放大器。描述了一种通过将载波放大器和峰值放大器与一个输出匹配电路组合并设置电容器和电感器来提高多赫蒂功率放大器的效率并实现产品小型化的技术。
图1A示出了根据本公开的实施例的无线通信系统。
参照图1A，示出了作为使用无线通信系统中的无线信道的节点的基站110、终端120和终端130。图1A仅示出了一个基站，但是还可以包括与基站110相同或相似的其他基站。
基站110是向终端120提供无线连接的网络基础设施。基站110的覆盖范围被定义为基于能够传输信号的距离的预定地理区域。除了基站之外，基站110还可以被表示为毫米波(mmWave)设备、‘接入点(access point，AP)’、‘eNodeB(eNB)’、‘第五代节点(5G节点)’、‘5G节点B(5G NB)’、‘无线点’、‘发送/接收点(transmission/reception point，TRP)’、‘接入单元’、‘分配单元(divided unit，DU)’、‘发送/接收点(TRP)’、‘无线电单元(radiounit，RU)’、多输入多输出(MIMO)单元(MIMO unit，MMU)、远程无线电头端(remote radiohead，RRH)或者具有与之等同的技术含义的其他术语。基站110可以发送下行链路信号或接收上行链路信号。
终端120是用户所使用的设备，并且通过无线信道执行与基站110的通信。在一些情况下，终端120可以在没有用户参与的情况下工作。也就是说，终端120是执行机器类型通信(machine type communication，MTC)的设备，并且可以不由用户携带。终端120可以‘’表示为‘用户设备(user equipment，UE)’、‘移动站’、‘订户站’、‘用户驻地设备’(customerpremises equipment，CPE)、‘远程终端’、‘无线终端’、‘电子设备’、‘车辆终端’、‘用户设备’或具有与之等同的技术含义的其他术语。
图1A所示的终端120和终端130可以支持车辆通信。在车辆通信的情况下，在LTE系统中，在3GPP版本14和版本15中已经完成了基于设备到设备(D2D)通信结构的车辆到一切(vehicle-to-everything，V2X)技术的标准化工作，并且正在努力基于当前的5G新无线电(new radio，NR)开发V2X技术。NR V2X支持终端之间的单播通信、组播(或多播)通信和广播通信。
在本公开的实施例中描述的功率放大器是用于射频(RF)的功率放大的组成元件，并且通过基站中的信号传输的示例来描述本公开的操作和构造，但是本公开的实施例不限于此。本公开中提出的功率放大器的结构和包括该结构的设备可以在终端以及基站中实施。也就是说，本公开的实施例不仅可以用于基站的下行链路传输，还可以用于终端的上行链路传输和终端的侧链路通信。
图1B示出了根据本公开的实施例的包括功率放大器的射频集成电路(RFIC)的示例。
在5G通信中，正在开发毫米波相控阵射频集成电路(RFIC)，以用于毫米波频段的高效通信。为了在毫米波频带的高通信性能，利用了集成电路(integrated circuit，IC)内的高功率、高效率和高线性功率放大器(PA)(例如，基于互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)/硅(Si)的PA)的开发。
参照图1B，RFIC 160可以包括多个RF链170-0、170-1、……、170-14、170-15。输入到RFIC 160的RF信号190可以通过分配器(divider)(或组合器或耦合器)165被分配到每个RF链。根据实施例，分配器165可以被配置为无源元件或有源元件。
多个RF链170-0、170-1、……、170-14、170-15中的每个RF链可以包括移相器。移相器可以对将要发送到每个天线元件的信号进行移相。RFIC可以包括相控阵天线的组成元件，其中为每个辐射元件设置独立的相位。移相信号可以被转发到功率放大器。
多个RF链170-0、170-1、……、170-14、170-15中的每个RF链可以包括功率放大器。在无线通信系统中，由于基站或终端的发送信号是通过无线信道转发的，因此会经历严重的衰减。为此，基站或终端的发送器可以被配置为包括用于放大发送信号的放大器。为了放大通过空中转发的信号，功率放大器可以设置在多个RF链中的每个RF链中。功率放大器可以放大所应用的信号并将其转发到天线。虽然在图1B中没有示出，但是经过功率放大器的信号通过滤波器和传输线被转发到天线(例如，阵列天线的天线元件)。
在图1B中，已经描述了通过本公开的实施例提出的RFIC的结构。稍后参照图3至图5描述的多赫蒂功率放大器可以设置在RFIC内部。此外，稍后参照图3至图5描述的多赫蒂功率放大器可以设置在RFIC的每个RF链中。另一方面，图1B所示的RFIC结构仅仅是用于描述从RF信号输入到天线的转发过程的实施例。也就是说，在本公开的实施例当中，图1B包括稍后描述的多赫蒂功率放大器，并且不被解释为排除具有与图1B不同的结构的RFIC。
功率放大器需要在IC内实施与相控阵所需的RF链一样多的数量(例如，基站RFIC通常使用16到32个链)。相应地，功率放大器的性能影响RFIC的整体性能。为了高性能和高效率，本公开的实施例的功率放大器可以包括多赫蒂功率放大器。也就是说，为了实施高效功率放大器，可以将多赫蒂结构应用于RFIC。然而，由于诸如5G的宽带宽(例如，新无线电(NR)信号)和RFIC的区域限制等问题，如图2A和图2B所示，存在难以将一般的多赫蒂结构按照原样应用于毫米波相控阵RFIC的问题。此外，因为由于RF路径的增加而需要的功率放大器的数量也在增加，所以也需要功率放大器的小型化。下面，通过图2A和图2B来描述现有的多赫蒂功率放大器的问题和要通过本公开的实施例改进的特征。
图2A和图2B示出了根据本公开的各种实施例的要通过多赫蒂结构来改进的功率放大器(PA)的示例。多赫蒂功率放大器可以包括载波放大器和峰值放大器。载波放大器可以称为主放大器，并且峰值放大器也可以称为辅放大器。一般来说，为了保持高效率，载波放大器在低输出下工作，并且两个放大器(即载波放大器和峰值放大器)在高输出下并行工作。两个放大器的比率可以根据放大器的特性而变化。在这种情况下，可能发生阻抗匹配问题和功率组合问题。为了解决这个问题，多赫蒂功率放大器可以包括输出匹配电路。
载波放大器通常是AB类放大器(工作点移动到A类偏置)或B类放大器(工作点在晶体管的截止点)，但是峰值放大器通常是C类放大器(工作点在晶体管的截止点以下)并且形成很多失真。调整偏置，其中形成的失真与载波放大器的失真相互抵消，从而保持线性。多赫蒂功率放大器可以包括用于连接载波放大器和峰值放大器的结构。在这种情况下，多赫蒂功率放大器可以连接到四分之一波长变换器(λ/4线)。多赫蒂功率放大器可以具有基于四分之一波长变换器并联连接载波放大器和峰值放大器的结构。随着功率电平增加，从峰值放大器供应给负载的电流量可以增加，并且放大器的效率可以通过载波放大器和峰值放大器中的每一个的负载阻抗的调整和阻抗匹配而增加。具体地，可以通过峰值放大器的输出电流的负载调制(或有源负载牵引)来解释多赫蒂功率放大器的基本工作原理。多赫蒂功率放大器的操作可以分为三类：低功率电平区域、发生负载调制的中间功率电平区域和最大功率电平区域。在低功率电平区域中，峰值放大器不工作。峰值放大器可以被视为开路。在这种情况下，载波放大器可以以2Ropt(Ropt：放大器的最佳负载阻抗)工作。随着输出功率增加，载波放大器的效率可以同时增加，并且在离最大输出电平6dB的补偿点处饱和。在中间功率电平区域中，载波放大器可能饱和并以最大效率工作。当输入功率增加并达到作为中间功率电平的6dB补偿点时，峰值放大器可以工作。阻抗变换电路可以提供从2Ropt到Ropt的负载调制。在最大功率电平区域中，载波放大器和峰值放大器的负载可以作为Ropt工作，并且每个放大器可以供应一半的输出功率。
参照图2A和图2B，示出了差分多赫蒂功率放大器的结构。图2A和图2B所示的每个功率放大器都包括输出匹配电路，该输出匹配电路通过载波放大器和峰值放大器中的变换器而实施，并且具有用于通过λ/4变换器组合输出功率的结构。
作为一个示例，第一多赫蒂功率放大器240可以包括第一载波放大器241和第一峰值放大器242。第一载波放大器241可以连接到第一主匹配电路251。第一主匹配电路251可以包括用于阻抗匹配的第一电容器(CMAT1)、变换器和用于阻抗匹配的第二电容器(CMAT2)。类似地，第一峰值放大器242可以连接到第一辅匹配电路252。第一辅匹配电路252可以包括用于阻抗匹配的第一电容器(CMAT1)、变换器和用于阻抗匹配的第二电容器(CMAT2)。此外，第一多赫蒂功率放大器240可以包括用于第一载波放大器241的四分之一波长变换器253。四分之一波长变换器253可以是具有λ/4波长(四分之一波长)的传输线。由于第一多赫蒂功率放大器240的组合结构利用至少两个变换器和长度为λ/4波长的传输线，因此放大器设计使用了大面积。具体地，在停用第一峰值放大器242的低功率工作期间，在第一峰值放大器242的输出处看到的阻抗(Zout,peaking)254由于变换器和晶体管的输出电容而根据频率显著变化。这种可变性导致宽带特性中放大器性能的退化。因此，第一多赫蒂功率放大器240的组合结构具有不容易实施毫米波相控阵RFIC的问题。
作为一个示例，第二多赫蒂功率放大器260可以包括第二载波放大器261和第二峰值放大器262。第二载波放大器261可以连接到第二主匹配电路271。第二主匹配电路271可以包括用于阻抗匹配的第二电容器(CMAT1)、变换器和用于阻抗匹配的第二电容器(CMAT2+Cλ/4)。类似地，第二峰值放大器262可以连接到第二辅匹配电路272。第二辅匹配电路272可以包括用于阻抗匹配的第二电容器(CMAT1)、变换器和用于阻抗匹配的第二电容器(CMAT2+Cλ/4)。此外，第二多赫蒂功率放大器260可以包括用于第二载波放大器261的四分之一波长变换器273。四分之一波长变换器273可以包括至少一个集总元件，诸如电感器或电容器。四分之一波长变换器273可以包括用于阻抗匹配的电容器-电感器-电容器(C-L-C)电路。在这种情况下，四分之一波长变换器273可以使用变换器的输出电容器(CMAT2)。通过使用输出电容器(CMAT2)，四分之一波长变换器273可以包括用于阻抗变换的电容器(Cλ/4)和用于阻抗变换的电感器(Lλ/4)。此时，根据实施例，类似于并联布置的电容器的总和，第二电容器可以被配置为一个。然而，即使在这种情况下，由于在输出处看到的阻抗(Zout,peaking)274由于变换器和晶体管的输出电容而根据频率显著变化，所以存在第二多赫蒂功率放大器260不适于宽带的问题。
为了解决这个问题，本公开提出了一种多赫蒂输出组合结构，其中，使用放大器(例如，晶体管)的寄生输出电容器，载波放大器和峰值放大器通过四分之一波长变换器组合，然后实施用于阻抗匹配的输出匹配电路。通过用四分之一波长变换器组合载波放大器和峰值放大器、然后实施输出匹配电路，变换器的数量减少到一个。由此，不仅减小了放大器的实施面积，而且通过变换器最小化了宽带特性的退化。此外，本公开的实施例提出了一种用于在载波放大器与峰值放大器之间进行设置的方法。通过两个放大器之间的对称结构，接地(GND)的不对称的影响可以在每个功率放大器中被最小化。此外，通过经由对称结构增加空间效率，可以确保用于在设计具有高线性的差分放大器时所利用的二次谐波终止或中和电容器的电路空间。
在图2A和图2B中，为了要通过本公开的实施例提出的结构，一起对多赫蒂功率放大器进行了总体描述。由于图2A和图2B所示的多赫蒂功率放大器仅仅是用于解释特定布置问题的实施例，因此对多赫蒂功率放大器的总体描述(例如，载波放大器、峰值放大器、补偿操作和Ropt)也可以应用于稍后通过图3至图5描述的多赫蒂功率放大器。
为了解决通过图2A和图2B提到的传统结构的问题，本公开的实施例不是分别单独匹配(即输出匹配)载波放大器和峰值放大器，而是提出一种通过四分之一波长变换器组合放大器的输出、然后通过使用变换器匹配组合的输出的方式。下面，通过图3至图5，为了四分之一波长变换器，通过使用载波放大器和峰值放大器共用的输出匹配电路以及每个放大器的电容器，对用于满足宽带性能并同时实现紧凑性的多赫蒂功率放大器的结构进行描述。
图3示出了根据本公开的实施例的具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器的示例。正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)系统提供高峰值平均功率比(peak to average power ratio，PAPR)。5G NR也使用OFDM系统，并且由于诸如64正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)、1024QAM等高阶调制方案，高PAPR问题可能持续发生。由于高PAPR在功率放大器中具有低补偿功率附加效率(power-added efficiency，PAE)效率，本公开提出了一种多赫蒂功率放大器。这里，公共匹配电路是指由多赫蒂功率放大器的载波放大器和峰值放大器所共享的匹配电路。换句话说，载波放大器和峰值放大器不是均具有匹配电路，而是可以共享同一电路。公共匹配电路可以称为输出匹配电路。
参照图3，多赫蒂功率放大器300可以基于两个差分结构功率放大器来设计。多赫蒂功率放大器300可以包括载波放大器331和峰值放大器332。根据实施例，载波放大器331可以被配置为差分放大器。载波放大器331可以包括(+)端的输入端和(-)端的输入端，并且可以被配置为放大与两个输入端之间的差相对应的信号。例如，载波放大器331可以包括连接到(+)端的晶体管和连接到(-)端的晶体管。根据实施例，峰值放大器332可以被配置为差分放大器。峰值放大器332可以包括(+)端的输入端和(-)端的输入端，并且可以被配置为放大与两个输入端之间的差相对应的信号。例如，峰值放大器332可以包括连接到(+)端的晶体管和连接到(-)端的晶体管。
阻抗变换电路340可以连接到载波放大器331。阻抗变换电路340可以被配置为多赫蒂操作期间(当峰值放大器332被操作时)的载波放大器331的输出阻抗(Ropt)。Ropt意味着放大器可以产生最大输出和效率时的阻抗。阻抗变换电路340的相位变化将相位延迟分量添加到峰值放大器的输入端，并且匹配载波放大器和峰值放大器的相位。根据本公开的实施例，阻抗变换电路340可以包括用作λ/4变换器的C-L-C连接结构。C-L-C连接结构可以包括并联连接到放大器的两个输出端的第一电容器(Cλ/4)、串联连接到两端的电感器(Lλ/4)以及并联连接在电感器之后的第二电容器(Cλ/4)。用于实施C-L-C结构的第一电容器(Cλ/4)由工作频率(fc)和Ropt值确定(Cλ/4＝1/(2πfcROPT))。这是通过向载波放大器331的晶体管(TR)的寄生输出电容器(Cout,carrier)添加电容(图3中的α)来实施的。类似地，用于实施C-L-C结构的第二电容器(Cλ/4)是通过向峰值放大器332的晶体管(TR)的寄生输出电容器(Cout,peaking)添加电容(图3中的β)来实施的。载波放大器331和峰值放大器332中的每一个都可以由晶体管组成。在这种情况下，Cout,carrier表示构成载波放大器331的(多个)晶体管的寄生输出电容器，并且在实际电路中，仅添加与α(F)相对应的电容器来实施第一电容器。类似地，Cout,peaking表示构成峰值放大器332的(多个)晶体管的寄生输出电容器，并且在实际电路中，仅添加与β(F)相对应的电容器来实施第二电容器。通过为了λ/4变换器的匹配功能而设置放大器的输出电容值(根据一个实施例控制可变元件，或者根据另一实施例设计固定元件)，可以组合载波放大器和峰值放大器。
载波放大器331和峰值放大器332可以连接到公共匹配电路350。在这种情况下，载波放大器331通过上述阻抗变换电路340连接到公共匹配电路350，但是峰值放大器332可以直接连接到公共匹配电路350。在图3中，阻抗变换电路仅被添加到载波放大器331，但是本公开的实施例不限于此。例如，阻抗变换器可以仅连接到峰值放大器332。再例如，可以在载波放大器331和峰值放大器332中配置不同的阻抗变换器。
公共匹配电路350可以包括用于阻抗匹配的变换器。变换器可以包括电容器，以便控制输入输出比。变换器可以包括初级电容器(CMAT1)和次级电容器(CMAT2)，以便控制输入输出比。初级电容器(CMAT1)可以与阻抗变换电路340的第二电容器(Cλ/4)并联连接。根据实施例，为了减小电容器的面积，初级电容器(CMAT1)和第二电容器(Cλ/4)可以用具有第二电容器的电容(Cλ/4+CMAT1)的一个电容器来替换。由于并联连接的电容器可以用具有电容总和的一个电容器来替换，所以公共匹配电路350可以包括同时用作阻抗变换器的组成元件和变换器的初级电容器的电容器(下文称为共享电容器)。此时，假设变换器的输入端和C-L-C结构中另外需要的电容值为β。当作为峰值放大器的晶体管的寄生输出电容器(下文称为峰值电容器)的电容值为Cout,peaking时，共享电容器可以被配置为通过增加电容β而具有电容Cout,peaking+β。根据实施例，共享电容器可以设置为阻抗变换电路340和用于输出匹配(与负载阻抗匹配)功能的公共匹配电路350的一些组成元件。通过设置放大器的共享电容器的电容值(根据一个实施例控制可变元件，或者根据另一实施例设计固定元件)，可以组合载波放大器和峰值放大器。
通过利用载波放大器和峰值放大器的输出电容器作为在C-L-C中实施的四分之一波长变换器的一些组成元件，根据本公开的实施例的具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器减少了在如图2A和图2B所示的传统结构中利用的变换器数量，以最小化面积。此外，除了其中载波放大器和峰值放大器具有公共匹配电路350的结构之外，载波放大器的输出电容器和峰值放大器的输出电容器被重新使用以用作多赫蒂功率放大器的λ/4变换器，由此可以进一步减小根据本公开的实施例的多赫蒂功率放大器的面积。此外，根据本公开的实施例的具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器可以最小化宽带特性的退化，宽带特性的退化在低功率工作期间随着峰值放大器332的输出端的阻抗(Zout,peaking)254根据频率显著变化而发生。
图4示出了根据本公开的实施例的具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器的差分对布置的示例。图4示出了图3所示的多赫蒂功率放大器300中的组成元件的布置的示例。也就是说，图3的多赫蒂功率放大器300的描述可以以相同或相似的方式应用。
参照图4，多赫蒂功率放大器400可以基于两个差分结构功率放大器来设计。多赫蒂功率放大器400可以包括(+)端的载波放大器431a、(-)端的载波放大器431b、(+)端的峰值放大器432a和(-)端的峰值放大器432b。例如，(+)端的载波放大器431a可以包括连接到(+)端的晶体管。(-)端的载波放大器431b可以包括连接到(-)端的晶体管。此外，例如，(+)端的峰值放大器432a可以包括连接到(+)端的晶体管。(-)端的峰值放大器432b可以包括连接到(-)端的晶体管。虽然图4中未示出，但是输入信号可以在输入端处被分配并通过耦合器(或分配器或分路器)转发到载波放大器和峰值放大器。(+)端的输入信号可以被分配并转发到(+)端的载波放大器431a和(+)端的峰值放大器432a中的每一个。(-)端的输入信号可以被分配并转发到(-)端的载波放大器431b和(-)端的峰值放大器432b中的每一个。
阻抗变换电路440可以设置在载波放大器的输出端处。阻抗变换电路440可以被配置为当多赫蒂放大器以最大输出工作时(当峰值放大器工作时)的载波放大器的输出阻抗(Ropt)。Ropt意味着放大器可以产生最大输出和效率时的阻抗。阻抗变换电路440可以被实施为用作λ/4变换器。根据本公开的实施例，阻抗变换电路440可以包括用作λ/4变换器的C-L-C连接结构。C-L-C连接结构可以包括并联连接到(+)端的载波放大器431a(或晶体管)的输出端和(-)端的载波放大器431b(或晶体管)的输出端的第一电容器(Cλ/4)，串联连接到(+)端的载波放大器431a(或晶体管)的输出端和(-)端的载波放大器431b(或晶体管)的输出端中的每一个的电感器(Lλ/4)，以及并联连接在电感器之后的第二电容器(Cλ/4)。用于实施C-L-C结构的第一电容器(Cλ/4)由工作频率(fc)和ROPT值确定(Cλ/4＝1/(2πfcROPT))。这是通过向载波放大器431a和431b的晶体管(TR)的寄生输出电容器(Cout,carrier)添加电容(图4中的α)来实施的。类似地，用于实施C-L-C结构的第二电容器(Cλ/4)是通过向峰值放大器432a和432b的晶体管(TR)的寄生输出电容器(Cout,peaking)添加电容(图4中的β)来实施的。通过为λ/4变换器的匹配功能设置放大器的输出电容值(根据一个实施例控制可变元件，或者根据另一实施例设计固定元件)，可以组合载波放大器和峰值放大器。
(+)端的载波放大器431a、(+)端的峰值放大器432a、(-)端的载波放大器431b和(-)端的峰值放大器432b的输出端可以连接到公共匹配电路450。此时，(+)端的载波放大器431a和(-)端的载波放大器431b通过上述阻抗变换电路440连接到公共匹配电路450，但是(+)端的峰值放大器432a和(-)端的峰值放大器432b可以直接连接到公共匹配电路450。公共匹配电路450可以包括用于阻抗匹配的变换器。变换器可以包括电容器，以便控制输入输出比。变换器可以包括初级电容器(CMAT1)和次级电容器(CMAT2)，以便控制输入输出比。初级电容器(CMAT1)可以与阻抗变换电路440的第二电容器(Cλ/4)并联连接。根据实施例，为了减小电容器的面积，初级电容器(CMAT1)和第二电容器(Cλ/4)可以用具有第二电容器的电容(Cλ/4+CMAT1)的一个电容器来替换。由于并联连接的电容器可以用具有电容总和的一个电容器来替换，因此公共匹配电路450可以包括共同用作阻抗变换器的组成元件和变换器的初级电容器的电容器(下文称为共享电容器)。此时，假设变换器的输入端处另外需要的电容值为β。当充当峰值放大器的晶体管的寄生输出电容器的电容值为Cout,peaking时，共享电容器可以被配置为具有Cout,peaking+β的电容。根据实施例，为了输出匹配(与负载阻抗匹配)功能，共享电容器可以设置为阻抗变换电路440和公共匹配电路450的所有组成元件中的一些组成元件。通过设置放大器的共享电容器的电容值(根据一个实施例控制可变元件，或者根据另一实施例设计固定元件)，可以组合载波放大器和峰值放大器。
为了在RFIC中设计本公开的实施例的功率放大器，图4所示的集总元件(例如，电感器或电容器)和晶体管被适当地布置。在一些实施例中，适当的布置可以包括每个组成元件的对称布置。根据实施例，对于从接地(GND)开始的对称设计，(+)输入端的组成元件和(-)输入端的组成元件可以被布置成基本对称。这是因为信号经历的损耗也可能随着物理线路长度的变化而变化。阻抗变换电路440和公共匹配电路450可以被布置为共享电容器。(+)端的载波放大器431a和(+)端的峰值放大器432a可以位于以相对应的电容器为中心的一侧，并且(-)端的载波放大器431b和(-)端的峰值放大器432b可以位于另一侧。此外，根据实施例，作为集总元件的电容器和电感器也可以对称布置。位于载波放大器的输出电容器与峰值放大器的输出电容器之间的电感器可以分别位于不同侧。此外，根据实施例，由于为了载波放大器和峰值放大器的输出匹配而将一个公共匹配电路450包括在多赫蒂功率放大器400中，因此公共匹配电路450可以位于(+)端的组成元件与(-)端的组成元件之间的中心区域。
在一些实施例中，适当的布置可以包括确保自由空间。根据实施例，根据本公开的实施例的功率放大器还可以包括用于从每个晶体管的输出中去除二次谐波分量的电路(例如，由L-C组成的低通滤波器)。随着变换器数量的减少和电容器数量的减少，安装面积可以减小。此外，通过RF组成元件的对称布置可以确保自由空间。
图5示出了根据本公开的实施例的具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器的差分对布置的另一示例。图5示出了图3所示的多赫蒂功率放大器300中的组成元件的布置的示例。也就是说，图3的多赫蒂功率放大器300的描述可以以相同或相似的方式应用。
参照图5，多赫蒂功率放大器500可以基于两个差分结构功率放大器来设计。多赫蒂功率放大器500可以包括(+)端的载波放大器531a、(-)端的载波放大器531b和峰值放大器532。例如，(+)端的载波放大器531a可以包括连接到(+)端的晶体管。(-)端的载波放大器531b可以包括连接到(-)端的晶体管。此外，例如，峰值放大器532可以包括连接到(+)端的晶体管和连接到(-)端的晶体管。虽然在图5中没有示出，但是输入信号可以在输入端处被分配并通过耦合器(或分配器或分路器)转发到载波放大器和峰值放大器。(+)端的输入信号可以被分配并转发到(+)端的载波放大器531a和峰值放大器532中的每一个。(-)端的输入信号可以被分配并转发到(-)端的载波放大器531b和峰值放大器532中的每一个。
阻抗变换电路540可以设置在载波放大器的输出端处。阻抗变换电路540可以被配置为当多赫蒂放大器以最大输出工作时(当峰值放大器工作时)的载波放大器的输出阻抗(Ropt)。Ropt意味着放大器可以产生最大输出和效率时的阻抗。阻抗变换电路540可以被实施为用作λ/4变换器。阻抗变换电路540可以被配置为匹配载波放大器和峰值放大器的相位。例如，阻抗变换电路540可以被配置为包括相位延迟组件。根据本公开的实施例，阻抗变换电路540可以包括用作λ/4变换器的C-L-C连接结构。C-L-C连接结构可以包括并联连接到(+)端的载波放大器531a(或晶体管)的输出端和(-)端的载波放大器531b(或晶体管)的输出端的第一电容器(Cλ/4)，串联连接到(+)端的载波放大器531a(或晶体管)的输出端和(-)端的载波放大器531b(或晶体管)的输出端中的每一个的电感器(Lλ/4)，以及并联连接在电感器之后的第二电容器(Cλ/4)。用于实施C-L-C结构的第一电容器(Cλ/4)由工作频率(fc)和Ropt值确定(Cλ/4＝1/(2πfcROPT))。这是通过向载波放大器531a和531b的晶体管(TR)的寄生输出电容器(Cout,carrier)添加电容(图4中的α)来实施的。类似地，用于实施C-L-C结构的第二电容器(Cλ/4)是通过向峰值放大器532的晶体管(TR)的寄生输出电容器(Cout,peaking)添加电容(图5中的β)来实施的。通过为了λ/4变换器的匹配功能而设置放大器的输出电容值(根据一个实施例控制可变元件，或者根据另一实施例设计固定元件)，可以组合载波放大器和峰值放大器。
(+)端的载波放大器531a、(-)端的载波放大器531b和峰值放大器532中的每一个的输出端可以连接到公共匹配电路550。此时，(+)端的载波放大器531a和(-)端的载波放大器531b通过上述阻抗变换电路540连接到公共匹配电路550，但是峰值放大器532可以直接连接到公共匹配电路550。公共匹配电路550可以包括用于阻抗匹配的变换器。变换器可以包括电容器，以便控制输入输出比。变换器可以包括初级电容器(CMAT1)和次级电容器(CMAT2)，以便控制输入输出比。初级电容器(CMAT1)可以与阻抗变换电路540的第二电容器(Cλ/4)并联连接。根据实施例，为了减小电容器的面积，初级电容器(CMAT1)和第二电容器(Cλ/4)可以用具有第二电容器的电容(Cλ/4+CMAT1)的一个电容器来替换。由于并联连接的电容器可以用具有电容总和的一个电容器来替换，所以公共匹配电路550可以包括共同用作阻抗变换器的组成元件和变换器的初级电容器的电容器(下文称为共享电容器)。此时，假设变换器的输入端处另外需要的电容值为β。当充当峰值放大器的晶体管的寄生输出电容器的电容值为Cout,peaking时，共享电容器可以被配置为具有Cout,peaking+β的电容。根据实施例，为了输出匹配(与负载阻抗匹配)功能，共享电容器可以设置为阻抗变换电路540和公共匹配电路550的所有组成元件中的一些组成元件。通过设置放大器的共享电容器的电容值(根据一个实施例控制可变元件，或者根据另一实施例设计固定元件)，可以组合载波放大器和峰值放大器。
为了在RFIC中设计本公开的实施例的功率放大器，图5所示的集总元件(例如，电感器或电容器)和晶体管被适当地布置。在一些实施例中，适当的布置可以包括每个组成元件的对称布置。根据实施例，对于从接地(GND)开始的对称设计，(+)输入端的组成元件和(-)输入端的组成元件可以被布置成基本对称。这是因为信号经历的损耗也可能随着物理线路长度的变化而变化。阻抗变换电路540和公共匹配电路550可以被布置为共享电容器。(+)端的载波放大器531a可以位于以相对应的电容器为中心的一侧，而(-)端的载波放大器531b可以位于另一侧。此外，根据实施例，作为集总元件的电容器和电感器也可以对称设置。位于载波放大器的输出电容器与峰值放大器的输出电容器之间的电感器可以分别位于不同侧。此外，根据实施例，由于为了载波放大器和峰值放大器的输出匹配而将一个公共匹配电路550包括在多赫蒂功率放大器500中，因此公共匹配电路550可以位于(-)端的组成元件与(+)端的组成元件之间的中心区域。此外，根据实施例，峰值放大器532可以位于阻抗匹配电路540的组成元件之间。为了多赫蒂功率放大器500中对称设计的有效布置，峰值放大器532可以设置在阻抗匹配电路540的元件之间。例如，峰值放大器532可以位于载波放大器531a的输出电容器与载波放大器531b的输出电容器之间。
在一些实施例中，适当的布置可以包括确保自由空间。根据实施例，本公开的实施例的功率放大器还可以包括用于从每个晶体管的输出中去除二次谐波分量的电路(例如，由L-C组成的低通滤波器)。随着变换器数量的减少和电容器数量的减少，安装面积可以减小。此外，通过RF组成元件的对称布置可以确保自由空间。
通过图3至图5，作为多赫蒂功率放大器的结构，已经提出了由载波放大器和峰值放大器共享的输出匹配电路(即，公共匹配电路)以及位于载波放大器与输出匹配电路之间的阻抗变换电路。在图3至图5中，已经示出了根据每个差分放大器的元件位置和/或空间确保的各种布置方案的示例。
可以根据需要功率放大器的设备(例如，毫米波相控阵RFIC、包括RFIC的基站以及终端)的要求来适当地选择和使用图3至图5中提到的电路结构。根据实施例，多赫蒂放大电路的每个组成元件可以根据除了通过图3至图5通常提到的公共匹配电路和共享电容器之外对中和电容器的需要、输入/输出路径的隔离和/或是否需要二次谐波短路电路中的至少一个来设置。根据实施例，本公开的实施例的多赫蒂功率放大器还可以包括中和电容器。用于解决差分放大器中发生的电极间电容问题的中和电容器可以设置在多赫蒂功率放大器中。在每个晶体管中，中和电容器可以设置为跨过电极。例如，电容器可以设置在(+)输出端与(-)输入端之间。由于多赫蒂功率放大器包括总共四个晶体管(载波放大器)，因此，为了布置附加的中和电容器，可以使用考虑了额外的空间确保或具有不同电极的放大器之间的距离的电路结构。此外，根据实施例，本公开的实施例的多赫蒂功率放大器还可以包括由电感器或电容器组成的谐波去除电路，以便去除从每个晶体管的输出提供的谐波分量。由于多赫蒂功率放大器总共包括四个晶体管(载波放大器)，因此，可以使用为了布置附加的中和电容器而进行额外的空间确保的电路结构。
以上在图3至图5中描述的本公开的实施例的多赫蒂功率放大器可以被包括在图1B的多个RF链170-0、170-1、……、170-14、170-15中的每个RF链中。每个RF链的信号可以经过移相器和本公开的实施例的多赫蒂功率放大器，并且被转发到天线元件。
图6示出了根据本公开的实施例的包括具有公共匹配电路的多赫蒂功率放大器的电子设备的功能结构。
参照图6，电子设备610可以是图1A的基站110或终端120。根据实施例，电子设备610可以是基站110的包括毫米波频带下的一个或多个RF链的RFIC天线设备。除了通过图1A至图5描述的放大器电路结构之外，包括该放大器电路结构的电子设备也被包括在本公开的实施例中。电子设备610可以包括多赫蒂功率放大器作为RF组成元件，在多赫蒂功率放大器中，通过图1A至图5提到的载波放大器和峰值放大器共享匹配电路。
参照图6，示出了电子设备610的功能结构。电子设备610可以包括天线单元611、滤波器单元612、射频(RF)处理单元613和处理器(例如，控制单元)614。
天线单元611可以包括多个天线。天线执行用于通过无线信道发送和/或接收信号的功能。天线可以包括形成在基板(例如，PCB)上的导体或者形成有导电图案的辐射器。天线可以在无线信道上辐射经上变频的信号，或者获取由另一设备辐射的信号。每个天线可以称为天线元件或天线设备。在一些实施例中，天线单元611可以包括其中多个天线元件形成阵列的天线阵列。天线单元611可以通过RF信号线电连接到滤波器单元612。天线单元611可以安装在包括多个天线元件的PCB上。PCB可以包括连接每个天线元件和滤波器单元612的滤波器的多个RF信号线。这些RF信号线可以称为馈送网络。天线单元611可以将接收到的信号提供给滤波器单元612，或者可以将从滤波器单元612提供的信号辐射到空气中。
滤波器单元612可以执行滤波，以便转发期望频率的信号。滤波器单元612可以通过形成谐振来执行用于选择性地识别频率的功能。滤波器单元612可以包括带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器和带阻滤波器中的至少一个。也就是说，滤波器单元612可以包括用于获得发送频带或接收频带的信号的RF电路。各种实施例的滤波器单元612可以电连接天线单元611和RF处理单元613。
RF处理单元613可以包括多个RF路径。RF路径可以是通过天线接收的信号或通过天线辐射的信号所经过的路径单元。至少一个RF路径可以称为RF链。RF链可以包括多个RF元件。RF元件可以包括放大器、混频器、振荡器、数模转换器(digital-to-analogconverter，DAC)、模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)等。例如，RF处理单元613可以包括用于将基带的数字发送信号上变频为发送频率的上变频器，以及用于将经上变频的数字发送信号转换成模拟RF发送信号的DAC。上变频器和DAC形成发送路径的一部分。发送路径还可以包括功率放大器(PA)或耦合器(或组合器)。此外，例如，RF处理单元613可以包括用于将模拟RF接收信号转换成数字接收信号的ADC，以及用于将数字接收信号转换成基带数字接收信号的下变频器。ADC和下变频器形成接收路径的一部分。接收路径还可以包括低噪声放大器(low-noise amplifier，LNA)或耦合器(或分配器)。RF处理单元613的RF部件可以在PCB上实施。基站(例如，电子设备610)可以包括按照天线单元611——滤波器单元612——RF处理单元613的次序层叠的结构。RF处理单元613的天线和RF部件可以在PCB上实施，并且滤波器可以重复地固定在PCB与PCB之间并形成多个层。
各种实施例的RF处理单元613可以包括用于转发到天线单元111和滤波器单元612的多个信号路径的多个RF处理链。用于毫米波的RFIC可以包括多个RF处理链。在基带下应用的信号被输入到RFIC。输入到RFIC的信号被分配给每个天线单元。在这种情况下，为了波束成形，可以对每个天线元件应用独立的移相。相应地，RFIC可以包括用于处理将被转发到每个天线元件的信号的RF处理链。每个RF处理链可以包括用于RF信号处理的一个或多个RF组成元件。RF处理单元613可以在本公开的实施例的每个RF路径处包括多赫蒂功率放大器，在多赫蒂放大器中，载波放大器和峰值放大器具有公共输出匹配电路。多赫蒂功率放大器可以包括用于载波放大器和峰值放大器的阻抗变换的四分之一波长变换器，其使用输出匹配电路的调谐电容器。
处理器614可以控制电子设备610的总体操作。处理器614可以包括用于执行通信的各种模块。处理器614可以包括至少一个处理器，诸如调制解调器。处理器614可以包括用于数字信号处理的模块。例如，处理器614可以包括调制解调器。在数据发送时，处理器614通过对发送的比特流进行编码和调制来提供复符号。此外，例如，在数据接收时，处理器614通过对基带信号进行解调和解码来恢复接收的比特流。处理器614可以执行通信标准所需的协议栈的功能。
在图6中，电子设备610的功能结构已经被描述为可以利用本公开的功率放大器的设备。然而，图6所示的示例仅仅是利用通过图1A至图5描述的本公开的各种实施例的天线结构的构造，并且本公开的实施例不限于图6所示的设备的组成元件。相应地，包括含有阻抗匹配电路的功率放大器的RF模块、RFIC、具有不同构造的通信设备以及用于功率放大器的结构本身也可以被理解为本公开的实施例。
在本公开中，为了描述功率放大器滤波器和包括该功率放大器滤波器的电子设备，作为示例，已经描述了用于转发毫米波频带下的信号的基站或基站的设备(例如，无线电单元(radio unit，RU)或接入单元(access unit，AU))，但是本公开的实施例不限于此。毫无疑问，对于执行与基站相同功能的所有无线设备、连接到基站的无线设备(例如，TRP)、终端120或用于其他5G通信的其他通信设备，本公开的实施例的功率放大器和包括该功率放大器的电子设备是可能的。此外，在本公开中，例如，天线阵列已经被描述为用于在多输入多输出(MIMO)环境中进行通信的多个天线的结构，但是毫无疑问，在一些实施例中用于波束成形的容易改变是可能的。
毫米波相控阵RFIC中使用的传统堆叠PA结构的效率在使用具有高PAPR的5G NR信号时大大恶化。多赫蒂结构是可以提高当使用具有高PAPR的信号时的效率的非常有效的结构，但是由于现有的差分多赫蒂结构(例如，图2A和图2B)使用两个变换器和一个λ/4变换器，它不仅占用太大面积，而且还存在宽带特性在低功率工作(峰值放大器禁用)时恶化的问题。本公开的实施例提出了应用于相控阵RFIC的差分多赫蒂功率放大器结构，在该结构中，面积、宽带宽特性和效率都很重要。载波放大器和峰值放大器连接到一个输出匹配电路，并且在载波放大器和输出匹配电路之间实施阻抗变换器，从而减小面积并减少频带特性退化。
在本公开的实施例的具有公共匹配电路的差分多赫蒂功率放大器中，载波放大器和峰值放大器可以通过一个或多个电感器串联连接。此外，根据实施例，差分多赫蒂功率放大器可以包括具有通过一个或多个电感器、载波放大器的输出电容器和峰值放大器的输出电容器而形成的C-L-C结构的λ/4变换器。此外，根据实施例，差分多赫蒂功率放大器可以包括其中连接到载波放大器的λ/4变换器与峰值放大器组合的电路，以及其中在组合之后连接用于输出匹配的变换器的电路。此外，根据实施例，载波放大器和峰值放大器中的每一个可以是差分放大器，并且(+)分量输入(正输入)和(-)分量输入(负输入)可以在物理上彼此分隔开。此后，载波放大器和峰值放大器的输出可以通过公共匹配电路进行组合。此外，根据实施例，上述电感器中的每一个都可以用传输线来替换。换句话说，λ/4变换器可以包括设置在两个电容器之间的传输线，而不是C-L-C结构。
根据本公开的实施例，无线通信系统中的多赫蒂功率放大器可以包括差分载波放大器、差分峰值放大器和输出匹配电路。输出匹配电路可以包括初级调谐电容器、变换器和次级调谐电容器。差分载波放大器可以通过差分载波放大器的输出端的载波电容器和电感器连接到初级调谐电容器。差分峰值放大器可以连接到初级调谐电容器。初级调谐电容器、电感器和载波电容器可以被配置为用作四分之一波长变换器。
根据实施例，差分载波放大器可以包括(+)端的第一放大器和(-)端的第二放大器，并且差分峰值放大器可以包括(+)端的第三放大器和(-)端的第四放大器。
根据实施例，载波电容器可以并联连接到第一放大器的输出端和第二放大器的输出端。初级调谐电容器可以并联连接到第三放大器的输出端和第四放大器的输出端。
根据实施例，电感器可以串联布置在载波电容器与初级调谐电容器之间。
根据实施例，在第一放大器和电感器当中连接到第一放大器的第一电感器可以设置在多赫蒂功率放大器的第一区域中。在第二放大器和电感器当中连接到第二放大器的第二电感器可以设置在多赫蒂功率放大器的不同于第一区域的第二区域中。输出匹配电路可以设置在第一区域与第二区域之间。
根据实施例，差分峰值放大器可以设置在第一区域与第二区域之间。
根据实施例，差分峰值放大器的第三放大器可以设置在第一区域中，并且第四放大器可以设置在第二区域中。
根据实施例，多赫蒂功率放大器还可以包括设置在第一区域与第二区域之间的接地电路。
根据实施例，初级调谐电容器可以被配置为用作用于差分峰值放大器的谐波去除的输出电容器。
根据实施例，输出匹配电路可以被配置为组合差分载波放大器的输出和差分峰值放大器的输出，并且匹配组合的输出。
根据本公开的实施例，射频集成电路(RFIC)可以包括多个射频(RF)处理链。多个RF处理链中的每个RF处理链可以包括移相器和多赫蒂功率放大器。多赫蒂功率放大器可以包括差分载波放大器、差分峰值放大器和输出匹配电路。输出匹配电路可以包括初级调谐电容器、变换器和次级调谐电容器。差分载波放大器可以通过差分载波放大器的输出端的载波电容器和电感器连接到初级调谐电容器。差分峰值放大器可以连接到初级调谐电容器。
根据实施例，差分载波放大器可以包括(+)端的第一放大器和(-)端的第二放大器。差分峰值放大器可以包括(+)端的第三放大器和(-)端的第四放大器。
根据实施例，载波电容器可以并联连接到第一放大器的输出端和第二放大器的输出端。初级调谐电容器可以并联连接到第三放大器的输出端和第四放大器的输出端。
根据实施例，电感器可以串联布置在载波电容器与初级调谐电容器之间。
根据实施例，在第一放大器和电感器当中连接到第一放大器的第一电感器可以设置在多赫蒂功率放大器的第一区域中。在第二放大器和电感器当中连接到第二放大器的第二电感器可以设置在多赫蒂功率放大器的不同于第一区域的第二区域中。输出匹配电路可以设置在第一区域与第二区域之间。
根据实施例，差分峰值放大器可以设置在第一区域与第二区域之间。
根据实施例，差分峰值放大器的第三放大器可以设置在第一区域中，并且第四放大器可以设置在第二区域中。
根据实施例，多赫蒂功率放大器可以包括设置在第一区域与第二区域之间的接地电路。
根据实施例，初级调谐电容器、电感器和载波电容器可以被配置为用作四分之一波长变换器。初级调谐电容器可以被配置为用作用于差分峰值放大器的谐波去除的输出电容器。
根据实施例，输出匹配电路可以被配置为组合差分载波放大器的输出和差分峰值放大器的输出，并且匹配组合的输出。
本公开的权利要求或说明书中描述的实施例的方法可以以硬件、软件或硬件和软件的组合的形式来实施。
当以软件实施时，可以提供存储一个或多个程序(软件模块)的计算机可读存储介质。存储在计算机可读存储介质中的一个或多个程序被配置为可由电子设备中的一个或多个处理器执行。一个或多个程序包括用于允许电子设备执行本公开的权利要求或说明书中描述的实施例的方法的指令。
这些程序(软件模块和/或软件)可以被存储在随机存取存储器、包括闪存的非易失性存储器、只读存储器(read only memory，ROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read only memory，EEPROM)、磁盘存储设备、压缩盘-ROM(compact disc-ROM，CD-ROM)、数字多功能盘(digital versatile discs，DVD)、另一形式的光学存储设备或盒式磁带中。或者，这些程序(软件模块和/或软件)可以被存储在由它们中的一些或全部的组合构成的存储器中。此外，每个配置存储器也可以包括多个。
此外，该程序可以被存储在可附接的存储设备中，可附接的存储设备可以通过诸如互联网、内联网、局域网(local area network，LAN)、广域网(wide area network，WAN)或存储区域网(storage area network，SAN)之类的通信网络、或者由它们的组合组成的通信网络来访问。该存储设备可以经由外部端口连接到执行本公开的实施例的设备。此外，通信网络上单独的存储设备也可以连接到执行本公开的实施例的设备。
在本公开的前述具体实施例中，根据提出的具体实施例，本公开中包括的组成元件已经以单数形式或复数形式进行了表述。但是，为了描述方便，单数形式或复数形式的表述被选择为适于给定情形，并且本公开不限于单数或复数的组成元件。即使组成元件以复数形式表述，该组成元件也可以以单数形式构造，或者即使组成元件以单数形式表述，该组成元件也可以以复数形式构造。
虽然已经参照本公开的各种实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物所定义的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (15)

1.一种无线通信系统中的多赫蒂功率放大器，所述多赫蒂功率放大器包括：
差分载波放大器；
差分峰值放大器；以及
输出匹配电路，
其中，所述输出匹配电路包括初级调谐电容器、变换器和次级调谐电容器，
其中，所述差分载波放大器通过所述差分载波放大器的输出端的载波电容器和电感器连接到所述初级调谐电容器，
其中，所述差分峰值放大器连接到所述初级调谐电容器，并且
其中，所述初级调谐电容器、所述电感器和所述载波电容器被配置为用作四分之一波长变换器。
2.根据权利要求1所述的多赫蒂功率放大器，
其中，所述差分载波放大器包括(+)端的第一放大器和(-)端的第二放大器，以及
其中，所述差分峰值放大器包括(+)端的第三放大器和(-)端的第四放大器。
3.根据权利要求2所述的多赫蒂功率放大器，
其中，所述载波电容器并联连接到所述第一放大器的输出端和所述第二放大器的输出端，并且
其中，所述初级调谐电容器并联连接到所述第三放大器的输出端和所述第四放大器的输出端。
4.根据权利要求3所述的多赫蒂功率放大器，其中，所述电感器串联设置在所述载波电容器与所述初级调谐电容器之间。
5.根据权利要求2所述的多赫蒂功率放大器，
其中，在所述第一放大器和所述电感器当中连接到所述第一放大器的第一电感器设置在所述多赫蒂功率放大器的第一区域中，
其中，在所述第二放大器和所述电感器当中连接到所述第二放大器的第二电感器设置在所述多赫蒂功率放大器的不同于所述第一区域的第二区域中，并且
其中，所述输出匹配电路设置在所述第一区域与所述第二区域之间。
6.根据权利要求5所述的多赫蒂功率放大器，其中，所述差分峰值放大器设置在所述第一区域与所述第二区域之间。
7.根据权利要求5所述的多赫蒂功率放大器，
其中，所述差分峰值放大器的所述第三放大器设置在所述第一区域中，并且
其中，所述第四放大器设置在所述第二区域中。
8.根据权利要求2所述的多赫蒂功率放大器，还包括设置在所述第一区域与所述第二区域之间的接地电路。
9.根据权利要求1所述的多赫蒂功率放大器，其中，所述初级调谐电容器被配置为用作用于所述差分峰值放大器的谐波去除的输出电容器。
10.根据权利要求1所述的多赫蒂功率放大器，其中，所述输出匹配电路被配置为：
组合所述差分载波放大器的输出和所述差分峰值放大器的输出；以及
匹配组合的输出。
11.一种无线通信系统中的射频集成电路(RFIC)，所述RFIC包括：
多个射频(RF)处理链，
其中，所述多个RF处理链中的每个RF处理链包括移相器和多赫蒂功率放大器，
其中，所述多赫蒂功率放大器包括差分载波放大器、差分峰值放大器和输出匹配电路，
其中，所述输出匹配电路包括初级调谐电容器、变换器和次级调谐电容器，
其中，所述差分载波放大器通过所述差分载波放大器的输出端的载波电容器和电感器连接到所述初级调谐电容器，并且
其中，所述差分峰值放大器连接到所述初级调谐电容器。
12.根据权利要求11所述的RFIC，
其中，所述差分载波放大器包括(+)端的第一放大器和(-)端的第二放大器，以及
其中，所述差分峰值放大器包括(+)端的第三放大器和(-)端的第四放大器。
13.根据权利要求12所述的RFIC，
其中，所述载波电容器并联连接到所述第一放大器的输出端和所述第二放大器的输出端，并且
其中，所述初级调谐电容器并联连接到所述第三放大器的输出端和所述第四放大器的输出端。
14.根据权利要求13所述的RFIC，其中，所述电感器串联设置在所述载波电容器与所述初级调谐电容器之间。
15.根据权利要求11所述的RFIC，
其中，所述初级调谐电容器、所述电感器和所述载波电容器被配置为用作四分之一波长变换器，并且
其中，所述初级调谐电容器被配置为用作用于所述差分峰值放大器的谐波去除的输出电容器。
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