[发明专利]具有定阻抗型多工器的宽带多赫蒂放大器电路

说明书

技术领域

本发明涉及多赫蒂放大器，特别涉及被设计用于宽带频率操作范围的多赫蒂放大器。

背景技术

电信领域的RF(射频)功率架构着重于在从Psat(当放大器被驱动进入深度饱和时的平均输出功率)的大量功率回退下取得高DC至RF效率。这是由于所发射的数字信号例如W-CDMA(宽带码分多址)、LTE(长期演进)和WiMAX(全球微波互联接入)的高峰均比(PAR)。目前采用的最流行的功率放大器架构是多赫蒂放大器。多赫蒂放大器采用AB类主放大器和C类峰值放大器，并且通过从峰值放大器给主放大器的负载调制而提高了效率。然而，如果需要在高输出回退(OBO)下取得高效率，则在主和峰值放大器之间需要高度不对称比。

多赫蒂架构在峰值OBO点和峰值功率点之间在效率上具有固有降级。为克服这一点，可使用三路多赫蒂架构，其中主AB类放大器由多赫蒂放大器替代，并且在峰值OBO点和峰值功率点之间，向第一峰值放大器提供负载调制。然而，在任意器件阻抗匹配之前，主放大器通过一系列的3个1/4λ(四分之一波长)传输线连接至外部负载阻抗(典型为50欧姆)。由于1/4λ传输线的带限特性，这会导致放大器实质上为窄带。因此，三路多赫蒂放大器典型地设计用于特定操作频带，该操作频带用于无线通信应用例如WCDMA、LTE、WiMAX等。这些操作频带为1805-1880MHz、1930-1990MHz等。

发明内容

本文描述的实施例采用了定阻抗型多工器(constant impedance combiner)，其具有的特性阻抗等于当第一和第二峰值放大器关闭时，三路宽带多赫蒂放大器电路的主放大器的所需负载调制高阻抗状态。在该最窄频带的情形中，对主放大器给出了最小带限。当运行在回退功率区域中时，从主放大器路径中除去大量带限，从而在固定回退功率电平下产生更恒定的功率对频率以及更恒定的效率对频率。本文描述的放大器实施例很适合于宽带应用，使得一个放大器电路能够自动覆盖两个或更多相邻操作频带或与当前存在的架构相比在完整操作频带上更为一致。

根据放大器电路的一个实施例，该放大器电路包括偏置于B或AB类模式的主放大器，偏置于C类模式的第一峰值放大器，偏置于C类模式的第二峰值放大器，以及定阻抗型多工器。该定阻抗型多工器具有连接至主放大器的输出的第一节点，连接至第一峰值放大器的输出的第二节点，连接至第二峰值放大器的输出的第三节点，和连接至负载的第四节点。该定阻抗多工器可操作为将第四节点处的负载阻抗变换为第三节点处的经变换阻抗，并在第一、第二和第三节点处保持相同的经变换阻抗。

根据操作放大器电路的方法的一个实施例，该方法包括：使主放大器偏置于B或AB类模式；使第一峰值放大器偏置于C类模式；使第二峰值放大器偏置于C类模式；将定阻抗型多工器的第一节点连接至主放大器的输出，将定阻抗型多工器的第二节点连接至第一峰值放大器的输出，将定阻抗型多工器的第三节点连接至第二峰值放大器的输出，并且将第四节点连接至负载；以及将第四节点处的负载阻抗变换为第三节点处的经变换阻抗，以使得在第一、第二和第三节点处保持相同的经变换阻抗。

根据放大器电路的另一实施例，该放大器电路包括：第一放大器，可操作为在第一功率电平打开(turn on)；第二放大器，可操作为在低于第一功率电平的第二功率电平打开以及第三放大器，可操作为在所有功率电平都保持为开。第一功率组合器，可操作为在第一功率组合节点处将第三放大器的输出和第二放大器的输出组合以形成第一组合放大器输出。第二功率组合器，可操作为在第二功率组合节点处将第一组合放大器输出和第一放大器的输出组合以形成第二组合放大器输出。阻抗变换器，可操作为将放大器电路的负载阻抗变换为第二功率组合节点处的经变换阻抗，所述经变换阻抗与第一和第二功率组合器的阻抗相匹配。

根据操作放大器电路的方法的另一实施例，该方法包括：在第一功率电平打开第一放大器；在低于第一功率电平的第二功率电平打开第二放大器；在所有功率电平打开第三放大器；在第一功率组合节点处将第三放大器的输出和第二放大器的输出组合以形成第一组合放大器输出；在第二功率组合节点处将第一组合放大器输出和第一放大器的输出组合以形成第二组合放大器输出；以及将放大器电路的负载阻抗变换为第二功率组合节点处的经变换阻抗，其中从第二功率组合节点到第一功率组合节点不发生阻抗变换。