[实用新型]多级高效功率放大器

说明书

本实用新型公开了一种多级高效功率放大器，包括一个前级低压驱动放大器和一个末级高压功率放大器；或者包括一个前级低压驱动放大器和多个末级高压功率放大器；或者包括一个低压驱动放大器和一个高压带APT/ET电源管理系统的功率放大器；前级驱动放大器工作在相对的低电压，末级功率放大器工作在相对的高电压。本实用新型的前级驱动放大器工作于较低的工作电压，能保持良好的线性度，在满足系统线性度要求的情况下最大程度地提高了整个功率放大器的PAE。特别地，通过仅在末级的功率放大器使用APT/ET电源管理系统，不仅有效地提高了整个功率放大器的效率，而且由于只有末级功率放大器的去耦电容，因而降低了电源管理系统的有效负载。

技术领域

本实用新型涉及射频前端领域，具体涉及一种多级高效率放大器。

背景技术

在现代无线通信系统中，射频功率放大器（RF Power Amplifier）是实现射频信号无线传输的关键部件。射频功率放大器处于无线通信系统的射频前端，其性能直接影响无线通信系统的通信质量与通信距离，并且很大程度上决定着系统的功耗。

功率附加效率（Power-Added Efficiency，PAE）衡量功率放大器的重要指标之一。其定义为输出功率Pout与输入功率Pin的差与电源供给的功率Pdc之比。它能反映射频功率放大器将直流功率转换成射频功率的能力。工作效率低会造成很大的能量损耗，并且产生的热量会恶化功率放大器的性能，如果是电池供电还会缩短电池的使用时间和寿命。考虑到热损耗以及电池工作时间两方面的因素，如何进一步提高射频功率放大器的效率就是一个重要问题。

现代无线通信系统通常采用非恒包络调制方式，包括π/4-DQPSK、OQPSK等，它们的包络是变化的，包络中携带者信息。一个低线性度的放大器会产生高阶交调和谐波，引起发射机频谱增生，降低信道内的信噪比，引起AM-AM效应和AM-PM效应，以及引起发射机的星图变形。因此功率放大器必须有足够的线性度，保证射频信号仅被线性放大。

功率回退技术（power back-off）是最常用的线性化技术，它的基本原理是当功率减小时，各阶交调成分和谐波成分都会以指数率减小，而输出功率仅线性减小，因而可以提高线性度。典型的功率回退值在6~8dB，某些极端情况下回退值甚至高达10~20dB。在利用功率回退技术时，功率放大器的最大输出功率必须设计为比此应用实际需要的输出功率高一个功率回退值，而实际工作时，仅用到回退后的功率，并没有利用功率放大器的最大输出功率。因为功率放大器通常设计为在1dB压缩点附近，所以功率回退技术会降低放大器的效率。

随着通信技术的不断发展，信号传输的速率不断提高，导致信号峰均比（peak-to-average，PAR）也随之变大。功率放大器为了维持较高的线性度，需工作在回退区域，随着峰均比的提高，回退的功率也在增加。最终将导致功率放大器的效率大幅降低，无法满足系统要求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种多级高效功率放大器。

一种多级高效功率放大器，

包括一个前级低压驱动放大器和一个末级高压功率放大器；或者

包括一个前级低压驱动放大器和多个末级高压功率放大器；或者

包括一个低压驱动放大器和一个高压带APT/ET电源管理系统的功率放大器；

前级驱动放大器工作在相对的低电压，末级功率放大器工作在相对的高电压。

所述的高电压对应于12V，低电压对应于3.6V；或者所述的高电压对应于28V，低电压对应于12V。