[发明专利]多赫蒂放大器电路

说明书

技术领域

本公开涉及多赫蒂放大器领域，特别涉及以并行工作的多个多赫蒂放大器单元实现的放大器。

背景技术

许多现代的通信系统使用数字调制技术。由于RF信号的平均输出功率可能比峰值功率低6到12dB，数字调制产生的RF输出功率的可变包络在放大时可能导致失真。为使得RF放大器的功率效率保持在高水平，放大器可以配置为在数字调制导致的功率峰值期间保持接近于压缩。可以通过应用改良输入信号以纠正这种不理想的放大器操作来对放大器在这些峰值期间产生的失真进行补偿。为了进一步降低功耗，可以使用复杂放大器技术。这种技术之一涉及使用所谓的多赫蒂放大器，该多赫蒂放大器以合理的低失真提供了改良的功率效率性能。多赫蒂放大器已知有几种变体，例如对称、不对称以及N路多赫蒂放大器。

对称多赫蒂放大器由两个具有相同大小或相同功率容量的器件或放大器构成，其在从指示为0dB的峰值功率电平到-6dB(所谓的“回退(back-off)”电平)的功率范围内增强了效率。不对称多赫蒂放大器架构包括具有不同功率容量的两个器件或放大器，其中峰值器件比主器件具有较大的功率容量，通常高达主器件大小的两倍。这种多赫蒂放大器的基本版本包括两个并联组合的放大器。主放大器工作在AB类模式，峰值放大器工作在C类模式。输入信号在馈送到主放大器和峰值放大器之前分离为两个部分。移相器将馈送到峰值放大器的信号相对于主器件输入信号的相位延迟90度。通过阻抗转换器(即所谓的“多赫蒂组合器”)在多赫蒂放大器的输出组合主放大器和峰值放大器的两个输出信号。阻抗转换器布置在主放大器的输出与峰值放大器的输出之间，阻抗转换器具有与主放大器的最佳负载相等的特性阻抗，从而使得由主放大器输送到多赫蒂放大器输出的输出功率最大化。输入移相器确保在多赫蒂放大器输出的组合信号再次同相。

传统的高功率多赫蒂放大器存在几个问题，包括：i)窄工作带宽，工作带宽受限于连接到主功率器件和峰值功率器件的输入和输出的阻抗变换网络；以及ii)不良的线性度，由在工作频率带宽中主放大器级和峰值放大器级的输入和输出的信号的相位和幅度失配导致。

传统的多赫蒂放大器典型地包括两个独立封装的在输入和输出具有阻抗变换结构的高功率晶体管、输入分配器和输出反相器/组合器，所有这些器件布置在印刷电路板上。由于存在阻抗变换器，以及由于在C类工作的峰值放大器级的输入阻抗的功率依赖性，输入反相器的功率分配和相位特性依赖于功率和频率。如US 7,078,976所示示例，如果将阻抗变换器从主器件和峰值器件的输出端去除，则多赫蒂输出反相器或组合器的工作带宽，以及多赫蒂放大器的工作带宽可以接近于理论极限。通过这种器件可以实现大于30％的带宽，而典型的现有技术的250W的多赫蒂放大器的测量带宽典型地小于7％。

发明内容

本发明的目的是提供一种可缩放的放大器构思，它可以理想地适配在单一封装中，在较宽的频带上提供改进的功率效率和线性度。

本说明书中，对于在先发表的文献或任何背景技术的列举或讨论不应必须认为是承认这些文献或背景技术是现有技术的一部分或者属于公知常识。

根据本公开的第一方面，提供了一种包括多个多赫蒂放大器单元的放大器，每个多赫蒂放大器单元包括：

输入和输出，分别连接到放大器的输入和输出；

主放大器级；

峰值放大器级；

信号组合电路，配置为组合来自主放大器和峰值放大器的输出的信号并向多赫蒂放大器单元的输出提供组合信号；和

可控输入功率分配器，具有连接到多赫蒂放大器单元的输入的输入，该可控分配器配置为响应于接收到的分配器控制信号对多赫蒂放大器单元的输入处的信号的幅度和相位进行修改，以及向主放大器级的输入提供第一修改信号，向峰值放大器级的输入提供第二修改信号。

为放大器的每个多赫蒂放大器单元提供其自己的可控分配器使得可以以改进的功率效率来操作放大器，因为每个输入可控分配器可用于确保放大器中的每个单元具有根据当前面临的效率和线性度要求定制的信号改良属性。

每个多赫蒂放大器单元可以包括多个主放大器和多个峰值放大器以及多个信号组合电路，其中可控输入功率分配器配置为向每个主放大器的输入提供第一修改信号，向每个峰值放大器的输入提供第二修改信号，多赫蒂放大器单元的输出是来自每个信号组合电路的组合信号的组合。具有多个主放大器和多个峰值放大器以及公共可控输入功率分配器的优点是可以更有效地对放大器的功率输出进行缩放，同时减少对每对主放大器和峰值放大器的输入功率分配器的额外空间的需求。