[发明专利]具有相位控制负载调制的多赫蒂放大器电路

说明书

技术领域

本发明涉及多赫蒂(Doherty)放大器，特别是在宽OBO(输出回退，Output Back-Off)范围内具有有效操作的多赫蒂放大器。

背景技术

电信领域内的RF(射频)功率架构着重于在来自Psat(当放大器被驱动进入深度饱和时的平均输出功率)的显著功率回退下实现高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(全球微波互操作性接入)的高峰均比(PAR)而引起的。目前采用的最流行的功率放大器架构是多赫蒂放大器。多赫蒂放大器使用AB类主放大器和C类峰值放大器，并且通过从峰值放大器对主放大器的负载调制来提高效率。

如果需要在高输出回退(OBO)下的高效率，则在主放大器和峰值放大器之间通常需要高度不对称比。然而，这种不对称要求限制了可从这种设计获得的最大RF输出功率。三路多赫蒂放大器也可被用于以来自峰值输出功率的大于6dB(即大于6dB的OBO)进行操作。然而，三路多赫蒂放大器是复杂的，且具有很长的设计过程，缺少性能一致性，并需要更大的物理布局。前述的方法都不允许动态负载调制。被称为“包络追踪”或“漏极调制”的架构也可被用于以大于6dB的OBO提供高效率，但这种方法需要非常重大的系统重新设计和附加的复杂性。

发明内容

本文描述的实施例消除了在多赫蒂放大器电路设计中对不同尺寸的晶体管的使用，并当以来自峰值输出功率的6dB或更多(即6dB OBO或更多)进行操作时允许更高的效率。本文描述的对称多赫蒂放大器电路包括主放大器和相同尺寸的峰值放大器。通过动态控制由主放大器所经历的VSWR(电压驻波比)，OBO下的对称多赫蒂放大器的最大效率操作点可跨越感兴趣的输出功率范围而被动态移动。VSWR是对主放大器在任何输出功率水平下所经历的负载相对于主放大器在多赫蒂的峰值功率水平下所经历的负载的度量。可通过在OBO下偏移峰值放大器的输出处的相位来控制VSWR。例如，通过调整由主放大器所经历的VSWR，对称多赫蒂放大器电路可在6dB OBO和12dB OBO之间的任何位置或者甚至更高的OBO下以高效率进行操作。

根据多赫蒂放大器电路的实施例，电路包括对称多赫蒂放大器，所述对称多赫蒂放大器包括主放大器和与主放大器相同尺寸的峰值放大器。对称多赫蒂放大器被配置为当主放大器和峰值放大器都处于饱和时，以峰值输出功率进行操作，以及当主放大器处于饱和而峰值放大器未处于饱和时，以输出回退(OBO)进行操作。多赫蒂放大器电路进一步包括相移电路系统，其被配置为在OBO下偏移峰值放大器的输出处的相位，使得由主放大器所经历的负载阻抗和对称多赫蒂放大器的效率均在OBO下作为峰值放大器输出处的相移的函数而增加。

根据操作多赫蒂放大器电路的方法的一个实施例，该多赫蒂放大器电路包括主放大器和与主放大器相同尺寸的峰值放大器，该方法包括：当主放大器和峰值放大器都处于饱和时，将对称多赫蒂放大器以峰值输出功率进行操作，以及当主放大器处于饱和而峰值放大器未处于饱和时，以输出回退(OBO)进行操作；并且在OBO下偏移峰值放大器的输出处的相位，使得由主放大器所经历的负载阻抗和对称多赫蒂放大器的效率均在OBO下作为峰值放大器输出处的相移的函数而增加。

根据多赫蒂放大器电路的另一实施例，该电路包括：对称多赫蒂放大器，其包括第一尺寸的第一放大器和等于第一尺寸的第二尺寸的第二放大器。对称多赫蒂放大器被配置为当第一放大器和第二放大器都处于饱和时，以峰值输出功率进行操作，以及当第一放大器处于饱和而第二放大器未处于饱和时，以输出回退(OBO)进行操作。多赫蒂放大器电路还包括电路系统，其被配置为动态控制由第一放大器所经历的电压驻波比(VSWR)，使得通过改变由第一放大器所经历的VSWR，OBO下的对称多赫蒂放大器的最大效率操作点可被移动到至少6dB OBO和12dB OBO之间的任何操作点。

根据操作多赫蒂放大器电路的另一实施例，该多赫蒂放大器电路包括第一尺寸的第一放大器和等于第一尺寸的第二尺寸的第二放大器，该方法包括：当第一放大器和第二放大器都处于饱和时，将对称多赫蒂放大器以峰值输出功率进行操作，以及当第一放大器处于饱和而第二放大器未处于饱和时，以输出回退(OBO)进行操作；以及动态控制由第一放大器所经历的电压驻波比(VSWR)，使得通过改变由第一放大器所经历的VSWR，OBO下的对称多赫蒂放大器的最大效率操作点可被移动到至少6dB OBO和12dB OBO之间的任何操作点。