使用不对称功率驱动的功率放大装置制造方法及图纸

一种功率放大装置，其包括具有并联的载波放大器和峰值放大器的多赫尔蒂放大器，载波放大器和峰值放大器的每一个具有输入／输出匹配电路和不对称功率驱动器用于使用不对称功率驱动器来驱动载波放大器和峰值放大器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高效和线性的功率放大装置；并且，尤其涉及一种使用不对称功率驱动的功率放大装置，其使用了微波Doherty(多赫尔蒂)放大器。
技术介绍
如本领域所熟知的，多赫尔蒂功率放大器具有通过使用四分之一波(λ/4线)变换器并联的载波放大器和峰值放大器的结构。此外，多赫尔蒂放大器通过对称功率驱动方法驱动，其中峰值放大器通过随着功率电平的上升增加从峰值放大器施加给负载的电流量而控制载波放大器的负载阻抗，从而提高了效率。微波多赫尔蒂放大器已经使用在广播装置的调幅(AM)发射器中，该发射器使用高功率低频(LF)真空管或中频(MF)真空管。已经有各种建议以固态器件来实现微波多赫尔蒂放大器而不使用真空管，并且已经进行了众多的研究来实现这些建议。使用不对称功率驱动方法的多赫尔蒂放大器已经实现了较高效率和线性。尤其，在用于移动通信的基站和手机使用的多赫尔蒂放大器通过使用大约相同尺寸的固态器件、相同的输入和输出匹配电路和输入功率驱动来实现。在这种情况下，载波放大器偏压为AB类，且峰值放大器偏压为C类。因为峰值放大器具有比载波放大器的偏压更低的偏压，使得取决于功率电平，峰值放大器的电流电平总比载波放大器的电流电平低是有问题的。附图说明图1示出了根据每个偏压电平的电流分量的幅值，即，导通角(conduction angle)。如图1所示，在低电平偏压的峰值放大器的基波电流分量振幅比载波放大器的振幅低。偏压点是AB类的载波放大器具有从π到2π的导通角，因此，在最大输入功率具有从0.5到0.536的基波电流分量的振幅范围。同时，在C类运行的峰值放大器具有从0到π的导通角，并且因此，具有从0到0.5的基波电流分量的振幅范围。因此，峰值放大器的基波电流分量没有达到载波放大器的基波电流分量。结果，发生了负载调制(电流源前端的负载阻抗随着从电流源产生的电流幅值而变化的现象)，并且进一步在多赫尔蒂运行中引起了严重的问题。此外，如将在下文描述的图9A所示，由于峰值放大器较低的偏压级，仅当其驱动电压等于获高于一定电平的时候才检测峰值放大器的基波电流分量。因此，如果载波放大器以最大输入功率驱动，峰值放大器的基波电流分量电平就低于载波放大器的基波电流分量电平，并且此外，峰值放大器没有以所需的最大输入功率驱动，从而产生了非常低的基波电流。结果，多赫尔蒂放大器不能产生期望的最大输出功率。为了克服上述问题，已经公开了这样的研究成果，其关于在最大输出功率方面有显著改进的典型多赫尔蒂放大器，同时通过使用包络跟踪(envelope tracking)设备或输入功率跟踪设备保持其高效。此外，进行了在微波带宽真正实现多赫尔蒂放大器的各种研究，并且它们中的一个如图2所示。图2所示的多赫尔蒂放大器包括并联的载波放大器204和峰值放大器206；用于给载波放大器204和峰值放大器206提供相同功率的功率分配器200；用于在载波放大器204和峰值放大器206之间使得相位同步的传输线202；通过当峰值放大器206不运行的时候增加阻抗输出以产生适当负荷调制的偏移线(offset line)208；以及用于执行多赫尔蒂运行的四分之一波传输线210。如图2所示的多赫尔蒂放大器以这样一种方式实现，其中载波放大器和峰值放大器具有相同的输入/输出匹配电路并产生相同的输出，从而通过每个多赫尔蒂放大器产生最大输出。此外，通过继续提供输出匹配电路，以及，依次提供在载波放大器和峰值放大器中晶体管输出端的偏移线208，就能使得无阻抗部分(imaginary part)和真实部分匹配，从而实现了多赫尔蒂运行同时达到最大输出功率。(参见2002年12月的Microwave Journal，卷44，No.12，第20-36页的Y.Yang等人的“运用新负荷匹配技术实现微波多赫尔蒂放大器线性和效率的最佳设计(Optimum design for linearity and efficiency of microwaveDoherty Amplifier using a new load matching technique)”)此外，图3提供了N-通道多赫尔蒂放大器，其具有实现效率和线性的最佳设计同时改进了常规的多赫尔蒂放大器。(参见2003年3月的IEEE论文微波理论和技术，卷51，No.3，第986-993页的Y.Yang等人的“完全匹配的、具有优化线性的N通道多赫尔蒂放大器(A fullymatched N-way Doherty Amplifier with optimized linearity)”)不像图2所示的结构，图3中的N-通道多赫尔蒂放大器以单个载波放大器302和(N-1)个峰值放大器304来执行多赫尔蒂操作。此外，N-通道多赫尔蒂分解器300用于将相同输入输送到单个载波放大器302和峰值放大器304中。图4表示用于从与通常多赫尔蒂放大器对比低的多的功率电平逐渐得到高效率的N-级多赫尔蒂放大器(参见2003年10月的EuMCDigest 2003，卷3，第1337-1340页的N.Srirattana等人的“用于WCDMA的高效多级多赫尔蒂放大器的分析和设计(Analysis anddesign of a high efficiency multistage Doherty amplifier forWCDMA)”)。如图4所示的多赫尔蒂放大器具有N-通道功率分配器400，用于通过将相同输入输送到单个载波放大器402和(N-1)个峰值放大器404中来执行多赫尔蒂操作。下文是多赫尔蒂放大器的简要说明。首先，打开载波放大器402，然后，将第一峰值放大器PA1打开，以执行多赫尔蒂操作。其后，载波放大器402和第一峰值放大器PA1充当载波放大器同时第二峰值放大器PA2充当峰值放大器，从而一起执行多赫尔蒂操作。执行这样的操作一直到最后一个峰值放大器PAN-1。如上所述，随着逐渐和连续地执行多赫尔蒂操作，能够从非常低的功率电平得到最大效率。此外，通过中间功率电平反复得到最大的效率也是有可能的，从而能通过全功率电平得到高效率。同时，为了解决当通过使用固态器件实现多赫尔蒂放大器时由于低偏压使得多赫尔蒂不能产生最大功率输出的问题，已经提出了一种使用包络跟踪器件的多赫尔蒂放大器(参见2003年9月的IEEEMicrowave and Wireless Components Letters，卷13，N0.9的Y.Yang等人的“使用包络跟踪技术用于实现高效和线性的微波多赫尔蒂放大器(A Microwave Doherty Amplifier Employing Envelope TrackingTechnique for High Efficiency and Linearity)”，以及参见2003年6月的IEEE MTT-S Int.Microwave Sympo.卷1，第81-84页的J.Cha等人的“具有负荷-调制综合配置高效和线性的自适应偏压控制功率放大器(An Adaptive Bias Controlled Power Amplifier with a Load-modulatedCombining Scheme for High Efficiency and Li本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多赫尔蒂放大器，包括：并联的载波放大器和峰值放大器；以及使用不对称功率驱动的、用于驱动该载波放大器和该峰值放大器的不对称功率驱动装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金汎晚，车正贤，金章宪，金一斗，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]