[发明专利]开关模式功率放大

说明书

技术领域

本发明涉及开关模式射频功率放大器的领域。更具体来说，本发明 涉及一种放大射频信号的方法、一种开关模式功率放大设备以及一种包 括所述功率放大设备的无线电发射设备。

背景技术

在RF(射频)功率放大器中的效率与线性度之间存在折衷。如果 需要高线性度，则可以使用A类放大器，其代价是效率低。如果将要发 射恒定包络信号并且线性度不十分重要，则可以使用高效率的开关模式 (D、E或F类)放大器。

有多种技术允许使用具有非恒定包络信号的开关模式功率放大器。 这些技术被用在基站中以用于移动电话，并且还被用在操作于2.5G及 以上系统内的蜂窝电话中。可以提到的由L.R.Kahn在“Single sideband transmission by envelope elimination and restoration”(Proceedings of the IRE，vol.40，pp.803-806，1952年7月)中描述的一种技术是包络消除与 恢复(EER)，其中所述开关模式功率放大器对恒定包络信号进行操作， 并且通过使用DC-DC转换器对电源电压进行调制来实现幅度调制。其 主要缺陷在于需要具有高效率以及少量杂散信号的快速DC-DC转换器。 所述系统的线性度也是一个问题，这是因为所述放大器的相移与电压相 关，而且其幅度并不与电源电压精确地成比例。如果所述信号具有大的 幅度变化，则会加剧上述问题。可以应用一种线性化技术(比如预失真) 来提高线性度。

现有解决方案的主要问题在于，它们无法在满足2.5G及以上系统 的高线性度要求的同时提供高效率。一种提高效率的方式将是去除所述 EER中的DC-DC转换器。这可以通过在所述开关模式功率放大器之前 使用Δ-∑调制器来实现。例如在J.Ketola等人的“Transmitter Utilising Bandpass Delta-Sigma Modulator and Switching Mode Power Amplifier” (Proceedings ISCAS 2004，pp.I-633-636)中以及在J.Sommarek等人的 “A Digital Modulator with Bandpass Delta-Sigma Modulator” (Proceedings of ESSCIRC 2004，pp.159-162)中描述了这一点。所述调 制器的效果在一些情况下可以被视为使用没有输出滤波器的DC-DC转 换器，其仅仅接通及关断电源电压。例如参见Y.Wang的“A class-S RF amplifier architecture with envelope delta-sigma modulation” (Proceedings of RAWCON 2002，pp.177-179)以及Y.S.Jeon等人的“A novel high-efficiency linear transmitter using injection-locked pulsed oscillator”(IEEE Microwave and Wireless Components Letters，vol.15， no.4，pp.214-216，2005年4月)。由于于是将生成大量杂散信号，因此 如何实现所述调制器和天线滤波器以确保不会发射太强的杂散信号(从 而阻断其他信道中的接收)是非常重要的。取决于所述调制器如何操作， 将存在导致非线性的不同机制，并且用于提高线性度的方案是非常重要 的。

因此，需要提高开关模式功率放大器的线性度。

发明内容

本发明是针对允许提供具有良好的线性行为的高功率效率的射频 发射。

本发明的一个目的是提供一种放大射频信号的方法，其允许提供具 有良好的线性行为的高功率效率的射频发射。

根据本发明的第一方面，上述目的是通过一种放大射频信号的方法 实现的，该方法包括以下步骤：

接收包络信号；

按照算术方式把所估计的射频幅度与所述包络信号相组合，以便获 得经过修改的包络信号；

利用载波来调制所述经过修改的包络信号，以便获得已调信号；

放大所述已调信号，以便获得输出信号；

对所述输出信号进行低通滤波；以及

处理所述经过滤波的信号，以便获得所估计的射频幅度。