[发明专利]功率放大器

说明书

本申请是分案申请，其原申请的申请号为200410056400.0，申请日为2004年8月6日，发明名称为“功率放大器”。

技术领域

本发明涉及功率放大器，尤其涉及在连续的功率范围内能够控制输出功率的功率放大器，并且，尤其涉及对调制信号进行高效率放大的功率放大器。

背景技术

以往，公知有一种为了进行高效率放大，通过并联多个功率放大单元而构成功率放大器的技术(非专利文献1)。

图1示出了功率放大器的基本结构的以往示例。该以往的功率放大器由多个F级放大电路构成。各F级放大电路由场效应晶体管(FiledEffect Transistor，也称为FET)、连接FET漏极的λ/4传输线、电容器C、谐调电路、电阻、用于将来自电压Vdd的直流电源连接到FET上的RF扼流圈(也称为RFC)、以及向FET提供必要信号输入电平的驱动器构成。通过使各F级放大电路的λ/4传输线在输出侧连接，将来自多个F级放大电路的输出信号合成，构成发送输出信号。

另外，通过切断驱动器的输出，可以停止对应的F级放大电路的动作。

各F级放大电路一般具有如图2所示的输入输出功率特性(也称为输入输出特性)以及对应电源效率(即输出信号的功率与电源供给的直流功率的比，以下只称为效率)的输入功率特性。输出功率位于饱和输出功率Ps附近(或者输入功率位于饱和输入功率附近)时，可以获得高效率，但输入输出特性呈很强的非线性。另外，在输入输出功率小的区域内，输入输出特性呈现良好的线性，但效率却显著降低。

图1所示的以往的结构主要应用于恒定振幅(振幅一定)的发送输入信号的放大，所以，即使存在输入输出特性的非线性，也不会造成严重问题。因此，通过使各F级放大电路在饱和输出的状态下工作，可以获得高效率。在图1的以往的结构中，通过对工作的F级放大电路的个数进行控制，可以获得多个发送输出信号的功率级。即，可以进行发送功率控制。而且，即使在不同的发送功率级上也能获得高效率。

另外，还公知有以下的以往的技术：为了防止因无线发送机的发送频率变化而导致的合成输出信号的相互调制失真的恶化，对并联设置的晶体管功率放大器的前级的可变衰减器的衰减量进行控制，不会使两个晶体管功率放大电路的工作状态产生很大的差异(专利文献1)。

非专利文献1：Alireza Shirvani，David K.Su，and Bruce A.Wooley，“A CMOS RF Power Amplifier With Parallel Amplification forEfficient Power Control，”IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS.VOL.37，NO.6，JUNE 2002.

专利文献1：特开2001-237651号公报

图1所示的以往的结构适于恒定振幅信号的高效率放大以及发送功率控制。然而，存在着如下的问题：非恒定振幅信号时的发送功率控制的功率级是离散的，不能获得连续的输出功率级。

而且，还存在着如下的问题：在使用该以往结构进行非恒定振幅信号(振幅非一定信号)的功率放大时，由于各F级放大电路的强非线性，发送输出信号中会产生很大失真。

另外，即使在进行非恒定振幅信号的发送输出信号的功率控制(即，该平均功率的控制)的情况下，也存在着所获得的平均功率级是离散的，不能获得连续的平均输出功率级的问题。

发明内容

因此，本发明是鉴于以上的问题点而作出的，其目的在于：提供一种在恒定振幅信号的情况下，在连续的功率范围内能够控制输出功率，另一方面，在非恒定振幅信号的情况下，能够进行高效率放大的功率放大器，和提供一种在连续的功率范围内能够控制平均输出功率的功率放大器。

并且提供一种在输出频带内，能够更加低失真并且高效率地生成非恒定振幅的输出信号的高效率功率放大器。

为了达到上述目的，本发明提供一种功率放大器，其特征在于，具有：本机振荡器，用于输出一定振幅的信号；并联连接的N个饱和放大单元，其放大来自所述本机振荡器的一定振幅的信号，其中，N是大于等于2的整数；振幅控制部，其被输入调制信号，并根据该调制信号的振幅，分别对所述N个饱和放大单元进行开或关的控制；振幅调制部，其在所述振幅控制部的控制下，对来自所述本机振荡器的一定振幅的信号进行振幅调制；线性放大单元，对来自所述振幅调制部的输出信号进行线性放大；以及输出合成单元，其合成来自所述N个饱和放大单元的各个信号以及所述线性放大单元的信号，并将所合成的信号作为输出信号输出。