正交晶格匹配網絡的制作方法

專利名稱：正交晶格匹配網絡的制作方法
技術領域：
本發明的實施例總體上涉及微電子器件，更具體地涉及正交晶格匹配網絡及合并這樣的正交晶格匹配網絡的系統。
背景技術：
移動設備內的放大電路經常不得不導致變化的發射功率需求和變化的阻抗負載。這些變化的需求可以引起放大電路針對移動設備的不同運行狀況，例如針對移動設備運行的模式或頻率范圍、與基站的距離等提供不同的發射功率。這些變化的需求也可以要求放大電路對外部阻抗變化呈現最小變化量。為了使放大電路在固定的電源電壓的情況下有效地運行在發射功率的范圍內，放大電路可以包括能夠提供變化的阻抗變換的匹配網絡。


結合附圖通過下面的詳細描述將容易理解本發明的實施例。為了便于該描述，相同的附圖標記表示相同的結構元件。在附圖的圖中通過示例而不是通過限制示出了本發明的實施例。圖I是相關技術的匹配電路的電路圖。圖2是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖3是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖4是相關技術的匹配電路的電路圖。圖5A和5B是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖6是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖7是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖8是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖7的裝置的電路圖。圖9是根據各種實施例的運行在中功率模式下的圖7的裝置的電路圖。圖10是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖11是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖10的裝置的電路圖。圖12是根據各種實施例的運行在中功率模式下的圖10的裝置的電路圖。圖13是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖14是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖13的裝置的電路圖。圖15是根據各種實施例的運行在中功率模式下的圖13的裝置的電路圖。圖16是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的另ー裝置的電路圖。圖17是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖16的裝置的電路圖。圖18是根據各種實施例的運行在中功率模式下的圖16的裝置的電路圖。圖19是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的另ー裝置的電路圖。圖20是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖19的裝置的電路圖。圖21是根據各種實施例的運行在中功率模式下的圖19的裝置的電路圖。
圖22是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖23是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖22的裝置的電路圖。圖24是根據各種實施例的運行在低功率模式下的圖22的裝置的電路圖。圖25是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖26是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖25的裝置的電路圖。圖27是根據各種實施例的運行在低功率模式下的圖25的裝置的電路圖。圖28是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。
圖29是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖28的裝置的電路圖。圖30是根據各種實施例的運行在低功率模式下的圖28的裝置的電路圖。圖31是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖32是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖31的裝置的電路圖。圖33是根據各種實施例的運行在低功率模式下的圖32的裝置的電路圖。圖34是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖35是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖36是根據各種實施例的運行在高功率模式下的圖35的裝置的電路圖。圖37是根據各種實施例的運行在低功率模式下的圖35的裝置的電路圖。圖38是根據各種實施例的包括正交晶格匹配電路的裝置的電路圖。圖39示出了圖示W_CDMA(寬帶碼分多址)輸出利用分布的圖。圖40是相關技術的Chireix (希萊克斯)體系結構。圖41是根據各種實施例的使用正交組合器取代傳統Chireix電路的電路體系結構。圖42是根據各種實施例的使用正交組合器取代傳統Chireix電路的電路體系結構。圖43是根據各種實施例的使用正交組合器取代傳統Chireix電路的電路體系結構。圖44是與用于操作根據各種實施例的包括正交晶格匹配網絡的裝置的方法相關聯的ー些操作的流程圖。圖45是與用于操作根據各種實施例的包括正交晶格匹配網絡的裝置的另一方法相關聯的ー些操作的流程圖。圖46是與用于操作根據各種實施例的包括正交晶格匹配網絡的裝置的另一方法相關聯的ー些操作的流程圖。圖47是合并根據各種實施例的正交晶格匹配網絡的系統的框圖。
具體實施例方式在下面的詳細描述中，參考形成本文的一部分的附圖，其中，相同的附圖標記始終表示相同的部分，并且在附圖中通過圖示示出了可以實施本發明的實施例。應當理解，在不偏離本發明的范圍的情況下可以采用其它實施例并且可以進行結構改變或邏輯改變。因此，不應當在限制意義上理解下面的詳細描述，而且根據本發明的實施例的范圍由所附權利要求及其等同內容來限定。
可以以有助于理解本發明的實施例的方式依次將各種操作描述為多個離散操作；然而，說明的順序不應當被解釋成意指這些操作是順序相關的。此外，一些實施例可以包括比可以描述的操作更多或更少的操作。描述可以使用短語“在實施例中”、“在多個實施例中”、“在ー些實施例中”、或“在各種實施例中”，這些短語可以各自表示相同或不同的實施例中的一個或更多個實施例。此夕卜，關于本發明的實施例使用的術語“包括”、“包含”、“具有”等等是同義的。如本文中使用的，“耦合”及其派生詞可以表示以下中的一個或更多個。“耦合”可以表示直接的物理的或電的耦合或連接，其中，在被稱為彼此耦合的元件之間沒有其它耦合或連接的元件。“耦合”也可以表示間接的物理的或電的耦合或連接，其中，ー個或更多個其它元件耦合或連接在被稱為彼此耦合的元件之間。
為了本公開的目的，短語“A/B”表示A或B。短語“A和/或B”表示㈧、(B)、或(A和B)。短語“A、B和C中的至少ー個”表示(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)。短語“㈧B”表示(B)、或(A和B)，就是說，A是可選元件。另外，盡管本公開內容的實施例可以被示出并描述為包括特定數目的部件或元件，但是實施例不限于任何特定數目的部件或元件。總體上本公開特別涉及晶格匹配。實施例包括但不限于微電子器件，更具體地包括但不限于正交晶格匹配網絡，以及合并這樣的正交晶格匹配網絡的系統。也可以公開并要求保護其它的實施例。在圖I所示的晶格匹配網絡的現有技術的實現中，上路徑中的相移是-90°，而下路徑中的相移是+90°。因此，兩條路徑之間的差分相移是180°。在這些相移的情況下，網絡總是采取圖I所示的形式。根據本公開的各種實施例，圖2中示出了裝置100的實施例，裝置100包括正交(即，具有90°的相増量(phase delta))的第一功率放大器(PA) 102和第二功率放大器(PA) 104以形成正交晶格匹配網絡106，并且被偏置電路108選擇性地偏置。正交晶格匹配網絡106可以被配置成以三端ロ無功網絡提供正交相位組合和阻抗匹配，該正交晶格匹配網絡106包括第一路徑110和第二路徑112，第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。網絡106的路徑110、112 二者均被認為是II型網絡。如果上路徑110和下路徑112元件是彼此的復共軛，那么，當將上路徑110和下路徑112元件組成整體時，右邊的在公共節點處的并聯元件是自諧振的，從而可以如圖3所示地被消除。盡管作為結果的網絡只有兩個元件，但是在每條路徑中概念上存在三個元件是非常重要的，因為這使網絡能夠滿足三個獨立參數。可以實現任何的任意輸入阻抗(對于上路徑110和下路徑112是相同的)、在公共節點處的任何的輸出阻抗、和通過路徑的任何的任意相移(對于上路徑是+ 0，對于下路徑是-0)。如果選擇除了 90°以外的相移0,則晶格網絡106的形式可以根據比率Rs/X和相移0來變化。例如，如果0=45°且Rs <も(通常是針對感興趣的PA(功率放大器)匹配的情況)，則網絡采取圖3所示的形式。不管網絡的差分相移、以及阻抗值Rs和も，圖I和圖3的網絡具有以下共同內容I.上路徑和下路徑中的元件是彼此的復共軛。
2.在每條路徑中，從左向右存在一個并聯元件繼之以一個串聯元件。3.可以實現0、Rs和Rl的任意值。4.在右邊的公共節點處，兩條路徑提供的阻抗是彼此的復共軛而不是純實數(消除相互諧振元件的結果)。將晶格匹配網絡106與圖4所示的概念上由4個元件構建的傳統方法進行比較。在此情況下，由于每條路徑中只有兩個元件，所以只能滿足兩個需求。通常，這是期望的輸入阻抗值Rs和相移0。所以，右邊的公共節點處的輸出阻抗不是設計參數，因此某種形式的額外匹配必須跟隨組合器以實現期望的輸出阻抗も。實際上，如果如圖3所示地組合兩條路徑，則當并聯元件如在晶格中一樣自諧振時可以消除并聯元件。這就是晶格的特別有限 的情況，其中，輸出阻抗滿足關系Rs =も。然而，通常在組合信號之前將額外的匹配添加到每條路徑。再次參照圖3的裝置100，正交晶格匹配網絡106可以被配置成以三端ロ無功網絡提供正交相位組合和阻抗匹配，正交晶格匹配網絡106包括第一路徑110和第二路徑112，第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。如示出的，正交晶格匹配網絡106中的兩個并行路徑110、112的輸出在輸出節點136處組合為單端輸出。總的說來，正交晶格匹配網絡106可以提供帶通特性。在各種實施例中，正交晶格匹配網絡106能夠以高效率(低插入損耗)、低成本、緊湊的外形和降低的關于輸出的VSWR(電壓駐波比)，來實現負載不敏感或基本上負載不敏感的射頻(RF)功率放大器。例如，在各種實施例中，與傳統單端匹配網絡相比，在電感器Q值為30且電容器ESR(等效串聯電阻)額定值為O. 2歐姆的情況下，插入損耗降低O. 4dB。除了更好地控制正交晶格匹配網絡106的阻抗之外，在増大的帶寬的情況下，作為結果的裝置100可以用更少的元件來構造，從而使正交晶格匹配網絡106的整體的尺寸和/或成本減少。例如，在一些實施例中，可以將正交晶格匹配網絡106實現為具有尺寸< Imm2和固有低成本小區帶(cellband)的集成無源器件。負載130可以直接與正交晶格匹配網絡106的輸出節點136耦合。在各種其它實施例中，可以通過包括與正交晶格匹配網絡106耦合的輸出匹配電路來提高阻抗變換。如圖5A所示，具有低通特性的裝置200可以包括輸出匹配電路138，輸出匹配電路138具有與輸出電容器142和負載130 I禹合的輸出電感器140，其中輸出電容器142和負載130并聯率禹合。圖5B是互補的高通特性裝置，其中正交晶格匹配網絡106跟隨有與輸出電感器141和負載130 I禹合的輸出電容器143，其中輸出電感器141和負載130并聯I禹合。第一功率放大器102和第二功率放大器104之一或二者可以包括多于ー個的功率放大器。在各種實施例中，例如，第一功率放大器102可以包括包括第一多個功率放大器的功率放大器鏈，和/或第二功率放大器104可以包括包括第二多個功率放大器的另一功率放大器鏈。正交晶格匹配網絡106的各種實施例能夠適應兩個不同的源阻杭。如果源阻抗不相等，則兩條路徑110、112中的元件不再是彼此的復共軛。這意味著公共節點處的兩個并聯元件116、120彼此不完全諧振，并且可以如圖6所示地在公共節點處添加小電抗(Zp)來解決這個并確保公共節點處的實數阻杭。在網絡跟隨有額外的LC匹配(例如圖5所示的匹配138)的情況下，電抗并聯元件(Zp)可以被吸收到該額外的匹配中，因此被消除。
裝置100、200可以被配置成通過由偏置電路108選擇性地使與正交晶格匹配網絡106在一起的第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置而運行在處于或接近最大輸出功率(Ρ_)的高功率模式下。為了運行在高功率模式下，例如，第一功率放大器102和第ニ功率放大器104可以被偏置電路108偏置。在各種實施例中，正交晶格匹配網絡106可以具有多個以下益處中的任何ー個或更多個。例如，正交晶格匹配網絡106能夠進行任意差分相位和阻抗變換，并且可以允許具有獨立諧波終端(harmonic termination)、高諧波衰減和在寬帶寬上可實現的平坦匹配特性的低插入損耗。在各種實施例中，這些特性中的一個或更多個可以允許正交晶格匹配網絡106使用在會聚功率放大器器件(converged power amplifier device)中。正交晶格匹配網絡106也可以在負載失配情況下顯著地降低増益和電流變化量，并且改進輸出匹配。正交晶格匹配網絡106也可以在不影響最大功率效率的情況下通過切換晶格輸入阻抗來提供用于改進回退效率(backed-off efficiency)的靈活性。
圖7至9示出了被配置為選擇性地運行在高功率模式下或回退功率模式下的裝置700的實施例。如所示的，裝置700包括許多與圖3和圖5中示出的元件相似的元件,例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡706。裝置700還包括電容器146，電容器146連同與負載130耦合的輸出匹配電路138 —起與正交晶格匹配網絡706的輸出節點136選擇性地耦合。電容器146可以通過開關148與輸出節點136選擇性地耦合。如圖8所示，為了運行在高功率模式下和/或為了適應第一功率放大器102和第ニ功率放大器104的不同阻抗，偏置電路108可以偏置第一功率放大器102和第二功率放大器104。將開關148切換到斷開位置可以將電容器146與正交晶格功率匹配網絡706的輸出節點136去耦合。如圖9所示，為了運行在pmax以下的各種功率水平下，可以偏置第一功率放大器102，并且可以不偏置第二功率放大器104(用虛線示出第二功率放大器104以表示不偏置)。在各種實施例中，可以將開關148切換到閉合位置，從而將電容器146耦合至正交晶格功率匹配網絡706的輸出節點136。在其它實施例中，未偏置的功率放大器104可以提供充分的并聯電容，在該情況下，可以將開關148切換到斷開位置，從而將電容器146與正交晶格功率匹配網絡706的輸出節點136去耦合。為了最佳性能，在低功率模式下，可以降低電容器142的值。為了降低電容器142的電容，電容器142可以包括兩個并聯電容器，其中ー個電容器通過開關(未示出)連接至負載130。對于低功率模式，可以將該開關斷開以降低負載130上的電容。在各種實施例中，可以通過使串聯電感器114部分地短路并且偏置第一功率放大器102而不偏置第二功率放大器104，來在包括pmax以下功率水平的各種功率水平下操作裝置700。在各種實施例中，可以將開關148切換到閉合位置，從而將電容器146與正交晶格功率匹配網絡706的輸出節點136耦合。在其它實施例中，未偏置的功率放大器104可以提供充分的并聯電容，在該情況下，可以將開關148切換到斷開位置，從而將電容器146與正交晶格功率匹配網絡706的輸出節點136去耦合。與可以降低電容器142并將電容器146切換到電路中的上述低功率模式相比，在這些實施例中，電容器142可以保持固定，而替代地，電感器114可以配置有降低的電感。
圖10至30示出了被配置成運行在包括處于或接近Pniax和/或在Pniax以下功率水平的各種功率水平下的包括正交晶格匹配網絡的裝置的各種實施例。如下所述，實施例中的至少ー些包括ー個或兩個開關。在各種實施例中，使用的開關的數目可以限于兩個，任何一個開關可以不需要耐受最大電壓。因此，開關可以小并且可以與較小的插入損耗相關聯。如圖10所示，裝置1000可以包括許多與之前圖中示出的元件相似的元件，例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡1006，該正交晶格匹配網絡1006包括第一路徑110和第二路徑112，該第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，該第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。裝置1000也可以包括與負載130耦合的輸出匹配電路138。
裝置1000還可以包括開關150，該開關150被配置成將串聯電感器114與并聯電感器116之間的節點152與輸出節點136選擇性地耦合。裝置1000還可以包括開關154，該開關154被配置成將串聯電容器118與并聯電容器120之間的節點156與輸出節點136選擇性地耦合。如圖11所示，為了運行在高功率模式下，可以偏置第一功率放大器102和第二功率放大器104，并且可以將開關150、154切換到斷開位置，從而提供與圖3和圖5所示的操作配置類似的操作配置。如圖12所示，為了運行在pmax以下的各種功率水平下，可以將裝置1000的開關150、154切換到閉合位置。可以通過偏置電路108來偏置第一功率放大器102，并且可以不偏置第二功率放大器104 (用虛線示出)。將開關150、154切換到閉合位置可以分別將節點152耦合至輸出節點136并將節點156耦合至輸出節點136。在該操作配置中，輸出節點136被第一功率放大器102有效地源驅動。圖13示出了被配置成運行在包括處于或接近Pniax和/或在Pniax以下功率水平的各種功率水平下的包括正交晶格匹配網絡1306的裝置1300的另ー實施例。如所示的，裝置1300可以包括許多與之前圖中示出的元件相似的元件，例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡1306，該正交晶格匹配網絡1306包括第一路徑110和第二路徑112，該第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，該第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。裝置1300也可以包括與負載130耦合的輸出匹配電路138。裝置1300還可以包括開關150，該開關150被配置成將串聯電感器114與并聯電感器116之間的節點152與輸出節點136選擇性地耦合。裝置1300還可以包括開關158，該開關158被配置成將節點152選擇性地耦合至在串聯電容器118與并聯電容器120之間的另ー節點160。如圖14所示，為了運行在高功率模式下，可以偏置第一功率放大器102和第二功率放大器104，并且可以將開關150、158切換到斷開位置。如圖15所示，為了運行在pmax以下的各種功率水平下，可以將裝置1300的開關150和158切換到其閉合位置。可以偏置第一功率放大器102，并且可以不偏置第二功率放大器104 (用虛線示出)。將開關150和158切換到其閉合位置會將節點152耦合至輸出節點136和在電容器120、118之間的節點160。
圖16示出了被配置成運行在包括處于或接近Pniax和/或在Pniax以下的功率水平的各種功率水平下的包括正交晶格匹配網絡1606的裝置1600的另ー實施例。如所示的，裝置1600可以包括許多與之前圖中示出的元件相似的元件，例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡1606，該正交晶格匹配網絡1606包括第一路徑110和第二路徑112，該第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，該第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。裝置1600也可以包括與負載130耦合的輸出匹配電路138。裝置1600還可以包括另ー電感器162，該另ー電感器162被配置成并聯地與串聯電感器114選擇性地耦合。盡管未示出，但裝置1600可以包括被配置成將電感器162并聯地與串聯電感器114選擇性地耦合的ー個或更多個開關。裝置1600還可以包括電容器146，該電容器146與正交晶格匹配網絡1206的輸出節點136選擇性地耦合。裝置1600可以包括用于將電容器146與節點136選擇性地耦合的開關148。 如圖17所示，為了運行在高功率模式下，可以偏置第一功率放大器102和第二功率放大器104，并且可以將電感器162斷開(用虛線示出)或者從串聯電感器114斷開。也可以通過將開關148切換到斷開位置來將電容器146與輸出節點136去耦合。如圖18所示，為了運行在pmax以下的各種功率水平下，可以偏置第一功率放大器102，可以不偏置第二功率放大器104(用虛線示出)，并且可以將電感器162與串聯電感器114并聯f禹合。在各種實施例中，可以將開關148切換到閉合位置，從而將電容器146耦合至正交晶格功率匹配網絡1606的輸出節點136。在其它實施例中，未偏置的功率放大器104可以提供充分的并聯電容，在該情況下，可以將開關148切換到斷開位置，從而將電容器146與正交晶格功率匹配網絡1606的輸出節點136去耦合。圖19示出了被配置成運行在包括處于或接近Pniax和/或在Pniax以下功率水平的各種功率水平下的包括正交晶格匹配網絡1906的裝置1900的實施例。如所示的，裝置1900可以包括許多與之前圖中示出的元件相似的元件，例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡1906，該正交晶格匹配網絡1906包括第一路徑110和第ニ路徑112，該第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，該第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。裝置1900也可以包括輸出匹配電路138，該輸出匹配電路138包括輸出電感器140，該輸出電感器140與輸出電容器142和負載130耦合，其中輸出電容器142和負載130并聯I禹合。電容器146可以連同與負載130 I禹合的輸出匹配電路138 —起與正交晶格匹配網絡1906的輸出節點136選擇性地耦合。電容器146也可以通過開關148與輸出節點136選擇性地耦合。裝置1900還可以包括開關164，該開關164被配置成將串聯電感器114和并聯電感器116之間的節點150與輸出電感器140、和輸出電容器142及負載130之間的節點166選擇性地耦合。如圖20所示，為了運行在高功率模式下，可以偏置第一功率放大器102和第二功率放大器104，可以將開關164切換到斷開位置，并且可以將開關148切換到閉合位置。如圖21所示，為了運行在Pmax以下的各種功率水平下，可以通過偏置電路108來偏置第一功率放大器102，可以不偏置第二功率放大器104(用虛線示出)，可以將開關164切換到閉合位置，并且可以將開關148切換到斷開位置。將開關164切換到閉合位置會將節點152與節點166耦合。將開關148切換到斷開位置會降低負載130上的并聯電容。在該實施例中，第一功率放大器102的輸出基本上直接連接到負載。圖22至36示出了被配置成選擇性地運行在功率水平處于或接近最大輸出功率(Pmax)或在Pniax以下的高功率模式下的包括正交晶格匹配網絡的裝置的各種實施例。在各種實施例中，裝置可以被配置成運行在功率水平在Pmax以下至少IOdB的低功率模式下。如圖22所示，裝置2200可以包括許多與之前圖中示出的元件相似的元件，例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡2206，該正交晶格匹配網絡2206包括第一路徑110和第二路徑112，該第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，該第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。負載130可以耦合至正交晶格匹配網絡2206的輸出節點136。裝置2200還包括第三功率放大器168，該第三功率放大器168被配置成被選擇性地偏置。第三功率放大器168可以是低功率放大器。在各種實施例中，不是選擇使第三功率放大器168偏置，而是裝置2200可以包括被配置成將第三功率放大器168與輸出節點136選擇性地耦合的開關(未示出)。如圖23所示，為了運行在高功率模式下，可以由偏置電路108使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置，并且不使第三功率放大器168 (用虛線示出)偏置。如圖24所示，為了運行在pmax以下的各種功率水平下，可以不使第一功率放大器102和第二功率放大器104(用虛線示出)偏置，并且可以使第三功率放大器168偏置。在該操作配置中，在小匹配的情況下，第三功率放大器168的輸出被直接饋送到負載130。不使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置會使正交晶格匹配網絡2206形成設計頻率下的高阻抗儲能電路(tank circuit)。圖25示出了被配置成運行在包括處于或接近p_和/或在p_以下的各種功率水平下的包括正交晶格匹配網絡2506的裝置2500的另ー實施例。如所示的，裝置2500可以包括許多與之前圖中示出的元件相似的元件，例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡2506，該正交晶格匹配網絡2506包括第一路徑110和第二路徑112，該第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，該第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。裝置2500也可以包括輸出匹配電路138，該輸出匹配電路138包括輸出電感器140,該輸出電感器140與輸出電容器142 I禹合,其中輸出電容器142和負載130并聯耦合。裝置2500還包括第三功率放大器170，該第三功率放大器170被配置成被選擇性地偏置。第三功率放大器170可以是低功率放大器。在各種實施例中，不是選擇使第三功率放大器170偏置，而是裝置2500可以包括被配置成將第三功率放大器170與輸出匹配電路138選擇性地耦合的開關(未示出)。可以在第三功率放大器170與輸出匹配電路138之間設置電感器172和電容器174。第三功率放大器170、電感器172和電容器174可以在節點176處彼此耦合。電感器172又可以與輸出匹配電路138的節點166耦合，節點166進ー步與輸出電感器140、輸出 電容器142和負載130耦合。在各種實施例中，不是所示出的輸出匹配電路138，而是如圖3所示，負載130可以直接與輸出節點136耦合。在這些實施例中，第三功率放大器170可以被配置成選擇性地耦合到正交晶格匹配網絡2506的輸出節點136。如圖26所示，為了運行在高功率模式下，可以使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置，并且可以不使第三功率放大器170 (用虛線示出)偏置。如圖27所示，為了運行在pmax以下的各種功率水平下，可以不使第一功率放大器102和第二功率放大器104(用虛線示出)偏置，并且可以使第三功率放大器170偏置。在該操作配置中，在小匹配的情況下，第三功率放大器170的輸出被直接饋送到負載130。圖28示出了被配置成運行在包括處于或接近p_和/或在p_以下的各種功率水平下的包括正交晶格匹配網絡2806的裝置2800的另ー實施例。如所示的，裝置2800可以包括許多與之前圖中示出的元件相似的元件，例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡2806，該正交晶格匹配網絡2806包括第一路徑110和第二路徑112，該第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，該第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。裝置2800也可以包括輸出匹配電路138，該輸出匹配電路 138包括輸出電感器140,該輸出電感器140與輸出電容器142 I禹合，其中輸出電容器142和負載130并聯耦合。可替代地，如圖3所示，負載130可以直接與輸出節點136耦合。裝置2800還可以包括第三功率放大器178，該第三功率放大器178被配置成被選擇性地偏置。第三功率放大器178可以是低功率放大器。在各種實施方式中，不是選擇使第三功率放大器178偏置，而是裝置2800可以代替地包括被配置成將第三功率放大器178與輸出匹配電路138選擇性地耦合的開關(未示出)。可以在第三功率放大器178與輸出匹配電路138之間設置電感器180和電容器182，其中，第三功率放大器178可以耦合在電感器180與電容器182之間的節點184處。電感器180又可以與正交晶格匹配網絡2806的輸出節點136耦合。如圖29所示，為了運行在高功率模式下，可以使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置，并且可以不使第三功率放大器178 (用虛線示出)偏置。如圖30所示，為了運行在pmax以下的各種功率水平下，可以不使第一功率放大器102和第二功率放大器104(用虛線示出)偏置，并且可以使第三功率放大器178偏置。在該操作配置中，在小匹配的情況下，第三功率放大器178的輸出被直接饋送到負載130。圖31示出了被配置成運行在包括處于或接近Pniax和/或在Pniax以下的各種功率水平下的包括正交晶格匹配網絡3106的裝置3100的另ー實施例。如所示的，裝置3100可以包括許多與之前圖中示出的元件相似的元件，例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡3106，該正交晶格匹配網絡3106包括第一路徑110和第二路徑112，該第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，該第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。裝置3100也可以包括輸出匹配電路138，該輸出匹配電路138包括輸出電感器140,該輸出電感器140與輸出電容器142 I禹合，其中輸出電容器142和負載130并聯耦合。裝置3100還可以包括第三功率放大器184和開關186，該開關186被配置成將第三功率放大器184與輸出匹配電路138選擇性地耦合。第三功率放大器184可以是低功率放大器。在各種實施例中，不是選擇將第三功率放大器184耦合到輸出匹配電路138，而是裝置3100可被配置成被選擇性地偏置。
可以在第三功率放大器184與輸出匹配電路138之間設置電感器188和電容器190。第三功率放大器184、電感器188和電容器190可以在節點192處彼此耦合。電感器188又可以與正交晶格匹配網絡3106的節點194耦合。在各種實施例中，不是所示出的輸出匹配電路138，而是如圖3所示，負載130可以直接與輸出節點136耦合。如圖32所示，為了運行在高功率模式下，可以使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置，并且可以將第三功率放大器184與正交晶格匹配網絡3106去耦合。如圖33所示，為了運行在pmax以下的各種功率水平下，可以不使第一功率放大器102和第二功率放大器104(用虛線示出)偏置，并且可以使第三功率放大器184偏置。在各種實施例中，如圖34所示，可以修改圖31-33的體系結構使得用傳輸線取代位于節點194與電感器188之間的開關186，而開關187替代地位于電容器190與接地之間。圖34的裝置3400可以以與上述關于圖31-33的方式相似的方式運行，其中在高功率模式下運行可以包括使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置，并且將第三功率 放大器170與正交晶格匹配網絡3106去耦合。類似地，為了運行在Pmax以下的各種功率水平下，可以不使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置，并且可以使第三功率放大器184偏置。對于圖34中示出的實施例，當運行在高功率模式下時將電路的低功率臂與接地斷開會導致從低功率臂中的元件消除晶格3106上的負載。該方法可以帶來比連接至晶格3106的串聯開關186更低的插入損耗。圖35示出了被配置成在包括處于或接近Pniax和/或在Pniax以下的各種功率水平下的包括正交晶格匹配網絡3506的裝置3500的另ー實施例。如所示的，裝置3500可以包括許多與之前圖中示出的元件相似的元件，例如包括第一功率放大器102、第二功率放大器104和正交晶格匹配網絡3506，該正交晶格匹配網絡3506包括第一路徑110和第二路徑112，該第一路徑110具有串聯電感器114和并聯電感器116，該第二路徑112具有串聯電容器118和并聯電容器120。裝置3500也可以包括輸出匹配電路138，該輸出匹配電路138包括輸出電感器140,該輸出電感器140與輸出電容器142 I禹合,其中輸出電容器142和負載130并聯耦合。裝置3500還包括第三功率放大器196和開關198，該開關198被配置成將第三功率放大器196與輸出匹配電路138選擇性地耦合。第三功率放大器196可以是低功率放大器。在各種實施例中，不是選擇將第三功率放大器196耦合到輸出匹配電路138，而是裝置3500可被配置成被選擇性地偏置。可以在第三功率放大器196與輸出匹配電路138之間設置電感器200和電容器202。第三功率放大器196、電感器200和電容器202可以在節點206處彼此耦合。電感器200又可以與正交晶格匹配網絡3506的節點204耦合。在各種實施例中，不是所示出的輸出匹配電路138，而是負載130可以直接與輸出節點136耦合。如圖36所示，為了運行在高功率模式下，可以使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置，并且可以將第三功率放大器196與正交晶格匹配網絡3506去耦合。如圖37所示，為了運行在pmax以下的各種功率水平下，可以不使第一功率放大器102和第二功率放大器104(用虛線示出)偏置，并且可以使第三功率放大器196偏置。在各種實施例中，如圖38所示，可以修改圖35-37的體系結構使得用傳輸線取代位于節點204與電容器202之間的開關198，而開關199替代地位于電感器200與接地之間。圖38的裝置3800可以以與上述關于運行在高功率模式下的圖35-37的方式相似的方式工作，其中操作可以包括使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置，并且將第三功率放大器196與正交晶格匹配網絡3506去耦合。類似地，為了運行在Pmax以下的各種功率水平下，可以不使第一功率放大器102和第二功率放大器104偏置，而可以使第三功率放大器196偏置。對于圖38中示出的實施例，當運行在高功率模式下時將電路的低功率臂與接地斷開會導致從低功率臂中的元件消除晶格3506上的負載。該方法帶來比連接到晶格3506的串聯開關186更低的插入損耗。如上所述，圖22-38示出了被配置成選擇性地運行在處于或接近最大輸出功率(Pmax)或在Pmax以下的一個或更多個功率水平的高功率模式下的裝置的各種實施例。所描述的實施例的益處之ー是可以通過選擇性地運行在低功率模式下來實現提高的效率。運行在低功率模式下對于與使通信設備在低功率模式下運行相當長時間的協議相兼容的通 信來說會是重要的。圖39示出了運行在W-CDMA標準下的設備的示例語音PA輸出利用分布。如所示的，該設備可以在低功率下而不是高功率下消耗相當長的時間。實際上，對于示出的實施例，該設備在超過95%的時間內具有< 16dBm的發射功率。本文中關于圖22-38討論的實施例的應用可以包括但不限于HBT(異質結雙極晶體管)功率放大器芯片、用于輸出匹配的集成無源器件芯片以及用于偏置切換的CMOS(互補金屬氧化物半導體)或PHEMT (贗高電子遷移率晶體管)芯片。在各種實施例中，可包括正交晶格匹配網絡106的正交組合器結構或其它正交組合器結構可以與Chireix型相位調制驅動器結合使用，以實現在寬范圍的輸出功率水平上保持高效率的功率放大器模塊。傳統的Chireix體系結構可被配置為與圖40所示的結構一祥。如所示的，功率放大器(即，晶體管)以差分配置連接到負載。因此，對于最大輸出功率，0=90,而對于降低的輸出功率，0的值被降低。由于差分，該體系結構不具有負載不敏感特性。相比之下，圖41中示出了電路體系結構4100，該電路體系結構4100使用正交組合器111代替傳統ChireiX電路的常規差分組合。該新的體系結構克服了常規Chireix型功率放大器體系結構的ー些主要缺點并且同時實現了對負載變化的高度的不敏感。常規Chireix型功率放大器體系結構的一些缺點可包括針對輸出功率的顯著降低需要大的移相角(例如，針對_3dB需要90°，針對-6dB需要120° )。另外，無功負載可以引起典型RF功率放大器的失真，這會對性能有害。此外，常規Chireix型功率放大器需要在輸入上的虛擬的而不是實際的中心地線，這可能難以用經典差分組合器來實現。差分Chireix型功率放大器體系結構也會經歷與具有變化負載的常規單鏈放大器一祥的增益變化和電流消耗變化。對于在最大輸出功率處具有高效率并且具有最大負載不敏感性的正交Chireix，晶格可以被設計成向放大器102、104 二者呈現所需要的實數阻抗并且被設計成以90°的差分相移對輸出進行組合。圖41示出了示例體系結構。對于回退功率，可以根據正交組合器的最大功率狀態修改正交組合器，以向功率放大器102、104 二者呈現更高的阻杭。在各種實施例中，如果使通過兩條路徑110、112的相對相移偏離其90°的理想值，則這可能是最容易實現的。該相位誤差可以通過在功率放大器驅動器中應用相等但相反的相移來進行補償。然后，功率放大器102、104可以繼續在降低的功率水平下驅動純電阻負載，雖然負載不敏感性會稍微降低。對于降低的輸出功率，設計方法可以是(I)確定要呈現給放大器102、104的(増大的)實數阻杭。(2)確定路徑110、112 二者上的輸入并聯電抗的新值，其將實現該阻抗并保持期望的輸出阻抗，從而保持串聯元件不變化。(3)可通過使通過每條路徑110、112的相移偏離其45°的理想值來僅保持串聯元件的值恒定。(4)確定該新的差分相位角將為多少，并且相應地調節驅動放大器102、104的分相器。
(5)然后，呈現給放大器102、104 二者的阻抗將保留純實數。如圖42的電路4200所示，例如可通過設定相對于±45°分相的Δ0來降低晶格的輸出功率。在各種實施例中，如圖43的電路4300所示，可使用具有可變晶格并聯元件116、120的正交晶格匹配網絡106來實現正交組合器。如果修改到功率放大器102、104的RF信號驅動以與正交晶格匹配網絡106中的新相位差分一致，則信號輸出將在輸出端子136處建設性地組合。因此，可以高效地實現降低的輸出功率，同時保持放大器上的純實數阻抗負載和輸出端子136上的恒定阻杭。負載不敏感性會隨著降低的輸出功率而降低，但是這可能具有較小的意義，因為這在降低的功率水平下會變得越來越不重要。可變晶格并聯元件116、120可以以多種方式來變化，例如可包括使用可變電抗器、或使用MEMS或固態開關的開關元件。甚至可以以模擬方式來實施該方法以實現峰值平均波形(peak-to-average waveform)的直接幅度調制,從而實現高效的放大。圖44-46示出了分別與示例方法4400、4500和4600相關聯的ー些操作的流程圖，其中示例方法4400、4500和4600使用根據本文中描述的各種實施例的包括正交晶格匹配網絡的裝置。參考這些圖討論的正交晶格匹配網絡可類似于正交晶格匹配網絡106、706、1006、1306、1906、2206、2506、2806、3106、3506 中的ー個或更多個。應當注意，盡管方法4400、4500和4600各自被示出為一系列的順序步驟，但是方法不必是順序相關的。此外，在本公開范圍內的方法可以包括比圖44-46所示的步驟更多或更少的步驟。現在轉向圖44，方法4400可以包括如由塊4402、塊4404、塊4406、塊4408、和/或塊4410示出的一個或更多個功能、操作或動作。方法4400的處理可以以塊4402開始，在塊4402中，將第一功率放大器與正交晶格匹配網絡的第一路徑耦合、并將第二功率放大器與正交晶格匹配網絡的第二路徑耦合。方法4400從塊4402可以進行到塊4404并進行到塊4406，在塊4404中，控制第一功率放大器向正交晶格匹配網絡的第一路徑提供第一 RF信號,在塊4406中，控制第二功率放大器向正交晶格匹配網絡的第二路徑提供第二 RF信號。方法4400可以從塊4406進行到塊4408，在塊4408中，將與第一功率放大器和第ニ功率放大器相關聯的源阻抗變換成正交晶格匹配網絡的輸出節點處的輸出阻杭。方法4400在變換之后可以進行到塊4410，在塊4410中，從正交晶格匹配網絡輸出第一 RF信號和第二 RF信號作為單端輸出信號。
現在轉向圖45，方法4500可以包括如由塊4502、塊4504、塊4506、塊4508、塊4510、和/或塊4512示出的一個或更多個功能、操作或動作。方法4500的處理可以可選地以塊4502開始，在塊4502中，將正交晶格匹配網絡的第一路徑中的串聯電感器與并聯電感器之間的第一節點與正交晶格匹配網絡的輸出節點直接耦合。第一節點與輸出節點的直接耦合可以使第一路徑將串聯電感器旁路。方法4500從塊4502可以可選地進行到塊4504，在塊4504中，將正交晶格匹配網絡的第二路徑中的串聯電容器與并聯電容器之間的第二節點與正交晶格匹配網絡的輸出節點直接耦合。第二節點與輸出節點的直接耦合可以使第二路徑將串聯電容器旁路。在各種實施例中，方法4500不是進行到塊4504而是可以替代地、 可選地進行到塊4506，在塊4506中，將第一節點與正交晶格匹配網絡的第二路徑中的第二節點直接耦合。方法4500從塊4504或塊4506可以進行到塊4508，在塊4508中，控制功率放大器向正交晶格匹配網絡提供RF信號。方法4500可以從塊4508進行到塊4510，在塊4510中，將與功率放大器相關聯的源阻抗變換成正交晶格匹配網絡的輸出節點處的輸出阻杭。方法4500在變換之后可以進行到塊4512，在塊4512中，輸出RF信號作為單端輸出信號。現在轉向圖46，方法4600可以包括如由塊4602、塊4604、塊4606、和/或塊4608示出的一個或更多個功能、操作或動作。方法4600的處理可以以塊4602開始，在塊4602
中，將第一功率放大器與正交晶格匹配網絡的第一路徑去耦合、并將第二功率放大器與正交晶格匹配網絡的第二路徑去耦合。方法4600從塊4602可以進行到塊4604，在塊4604中，將低功率放大器與正交晶格匹配網絡的輸出節點、和/或與正交晶格匹配網絡耦合的輸出匹配電路相耦合。如上所述，可以通過選擇性的開關和/或偏置來完成低功率放大器的耦合。方法4600可以從塊4604進行到塊4606，在塊4606中，控制低功率放大器向正交晶格匹配網絡的輸出節點提供RF信號。方法4600可以從塊4606進行到塊4608，在塊4608中，輸出RF信號作為單端輸出信號。本文中描述的正交晶格匹配網絡以及包括這樣的正交晶格匹配網絡的裝置的實施例可以被合并到各種其它裝置和系統中。圖47示出了示例系統4700的框圖。如所示的，系統4700包括RF功率放大器模塊4788。系統4700可以包括與所示的RF功率放大器模塊4788耦合的收發器4790。功率放大器模塊4788可以包括ー個或更多個本文中描述的正交晶格匹配網絡。例如，功率放大器模塊4788可以包括本文中描述的正交晶格匹配網絡106、706、1006、1306、1906、2206、2506、2806、3106、3506中的ー個或更多個，其包括第一路徑和第二路徑，
第一路徑與第一功率放大器102耦合并具有串聯電感器和并聯電感器，第二路徑與第二功率放大器104耦合并具有串聯電容器和并聯電容器。RF功率放大器模塊4788可以從收發器4790接收RF輸入信號RFin。RF功率放大器模塊4788可以放大RF輸入信號RFin以提供RF輸出信號RFout。RF輸入信號RFin和RF輸出信號RFout 二者可以是傳輸鏈的一部分，二者在圖47中分別用Tx-RFin和Tx-RFout來表示。
可以將放大的RF輸出信號RFout提供給天線開關模塊(ASM) 4792，ASM 4792通過天線結構4794完成RF輸出信號RFout的空中(OTA)發射。ASM 4792也可以通過天線結構4794接收RF信號并沿著接收鏈將接收到的RF信號Rx耦合到收發器4790。在各種實施例中，天線結構4794可以包括一個或更多個定向天線和/或全向天線，例如包括適于RF信號的OTA發射/接收的偶極天線、單極天線、貼片天線、環形天線、微帶天線、或任何其它類型的天線。系統4700可以是包括功率放大的任何系統。在各種實施例中，系統4700可以對高射頻功率和頻率的功率放大特別有用。例如，系統4700可以適于以下內容中的任ー個或更多個地面通信和衛星通信、雷達系統以及可能地各種エ業和醫療應用。更具體地，在各種實施例中，系統4700可以是選自以下中的一個雷達設備、衛星通信設備、移動手機、蜂窩電話基站、廣播電臺、或電視放大器系統。 盡管按照上述實施例描述了本公開，但是本領域普通技術人員將理解，在不偏離本公開范圍的情況下，意在實現相同目的的各種各樣的替代和/或等同實現可以替換所示出和描述的實施例。本領域普通技術人員將容易理解，根據本公開的實施例可以以各種各樣的實施例來實現。該說明書意在被認為是說明性的而不是限制性的。附圖標記圖42111:具有Rin 土(45-Δ0/2) °變化量的施事(nominitive)正交組合器
權利要求
1.ー種裝置，包括 第一功率放大器； 第二功率放大器；以及 正交晶格匹配網絡，所述正交晶格匹配網絡包括第一路徑，所述第一路徑與所述第一功率放大器耦合并具有串聯電感器和并聯電感器；以及第二路徑，所述第二路徑與所述第ニ功率放大器耦合并具有串聯電容器和并聯電容器。
2.根據權利要求I所述的裝置，還包括輸出匹配電路，所述輸出匹配電路包括與輸出電容器和負載耦合的輸出電感器，其中所述輸出電容器和所述負載并聯耦合，以及其中，所述輸出匹配電路與所述正交晶格匹配網絡的輸出節點耦合。
3.根據權利要求2所述的裝置，還包括開關，所述開關將在所述串聯電感器和所述并聯電感器之間的第一節點與在所述輸出電感器和所述輸出電容器之間的第二節點選擇性地耦合。
4.根據權利要求2所述的裝置，其中所述串聯電感器包括第一電感器，其中所述并聯電感器包括第二電感器，其中所述串聯電容器包括第一電容器，其中所述并聯電容器包括第二電容器，以及其中所述裝置還包括第三電感器，所述第三電感器與所述正交晶格匹配網絡的輸出節點耦合；第三電容器，所述第三電容器與所述第三電感器耦合；以及第三功率放大器，所述第三功率放大器與在所述第三電感器和所述第三電容器之間的節點耦合。
5.根據權利要求I所述的裝置，其中，所述第一功率放大器被配置成被選擇性地偏置。
6.根據權利要求I所述的裝置，其中，所述第二功率放大器被配置成被選擇性地偏置。
7.根據權利要求I所述的裝置，還包括第一開關，所述第一開關將在所述串聯電感器和所述并聯電感器之間的第一節點與所述正交晶格匹配網絡的輸出節點選擇性地耦合。
8.根據權利要求7所述的裝置，還包括第二開關，所述第二開關將在所述串聯電容器和所述并聯電容器之間的第二節點與所述正交晶格匹配網絡的所述輸出節點選擇性地耦合。
9.根據權利要求7所述的裝置，還包括第二開關，所述第二開關將所述第一節點與在所述串聯電容器和所述并聯電容器之間的第二節點選擇性地耦合。
10.根據權利要求I所述的裝置，其中所述串聯電容器包括第一電容器，其中所述并聯電容器包括第二電容器，以及其中所述裝置還包括第三電容器，所述第三電容器選擇性地耦合到所述正交晶格匹配網絡的輸出節點。
11.根據權利要求I所述的裝置，其中，所述串聯電感器被部分地短路。
12.根據權利要求I所述的裝置，其中所述串聯電感器包括第一電感器，其中所述并聯電感器包括第二電感器，以及其中所述裝置還包括第三電感器，所述第三電感器選擇性地與所述第一電感器并聯耦合。
13.根據權利要求I所述的裝置，還包括第三功率放大器，所述第三功率放大器與所述正交晶格匹配網絡的輸出節點耦合。
14.根據權利要求13所述的裝置，其中，所述第三功率放大器被配置成被選擇性地偏置。
15.根據權利要求I所述的裝置，還包括輸出電感器，所述輸出電感器與所述正交晶格匹配網絡的輸出節點耦合；輸出電容器，所述輸出電容器與所述輸出電感器耦合；以及第三功率放大器，所述第三功率放大器與在所述輸出電感器和所述輸出電容器之間的節點耦合。
16.根據權利要求15所述的裝置，其中，所述輸出電感器包括第一輸出電感器，其中所述輸出電容器包括第一輸出電容器，以及其中所述裝置還包括第二輸出電感器，所述第二輸出電感器與在所述第一輸出電感器和所述第一輸出電容器之間的節點I禹合；以及第ニ輸出電容器，所述第二輸出電容器與所述第二輸出電感器I禹合。
17.ー種裝置，包括 正交晶格匹配網絡，所述正交晶格匹配網絡包括第一路徑，所述第一路徑具有串聯電感器和并聯電感器；以及第ニ路徑，所述第二路徑具有串聯電容器和并聯電容器；以及 功率放大器，所述功率放大器與所述正交晶格匹配網絡的所述第一路徑耦合。
18.根據權利要求17所述的裝置，還包括輸出匹配電路，所述輸出匹配電路包括與輸出電容器和負載耦合的輸出電感器，其中所述輸出電容器和所述負載并聯耦合，以及其中所述輸出匹配電路耦合到所述正交晶格匹配網絡的輸出節點。
19.根據權利要求18所述的裝置，還包括開關，所述開關將在所述串聯電感器和所述并聯電感器之間的第一節點與在所述輸出電感器、和所述輸出電容器及所述負載之間的第ニ節點選擇性地耦合。
20.根據權利要求17所述的裝置，還包括第一開關，所述第一開關將在所述串聯電感器和所述并聯電感器之間的第一節點與所述正交晶格匹配網絡的輸出節點選擇性地耦合。
21.根據權利要求20所述的裝置，還包括第二開關，所述第二開關將在所述串聯電容器和所述并聯電容器之間的第二節點與所述正交晶格匹配網絡的所述輸出節點選擇性地耦合。
22.根據權利要求20所述的裝置，還包括第二開關，所述第二開關將所述第一節點與在所述串聯電容器和所述并聯電容器之間的第二節點選擇性地耦合。
23.根據權利要求17所述的裝置，其中所述串聯電容器包括第一電容器，其中所述并聯電容器包括第二電容器，以及其中所述裝置還包括第三電容器，所述第三電容器選擇性地耦合到所述正交晶格匹配網絡的輸出節點。
24.根據權利要求17所述的裝置，其中，所述串聯電感器被部分地短路。
25.根據權利要求17所述的裝置，其中所述串聯電感器包括第一電感器，其中所述并聯電感器包括第二電感器，以及其中所述裝置還包括第三電感器，所述第三電感器選擇性地與所述第一電感器并聯耦合。
26.ー種裝置，包括 正交晶格匹配網絡，所述正交晶格匹配網絡包括第一路徑，所述第一路徑具有串聯電感器和并聯電感器；以及第ニ路徑，所述第二路徑具有串聯電容器和并聯電容器；以及 低功率放大器，所述低功率放大器與所述正交晶格匹配網絡耦合。
27.根據權利要求26所述的裝置，還包括輸出匹配電路，所述輸出匹配電路包括與輸出電容器和負載耦合的輸出電感器，其中所述輸出電容器和所述負載并聯耦合，以及其中所述輸出匹配電路耦合到所述正交晶格匹配網絡的輸出節點。
28.根據權利要求27所述的裝置，其中所述串聯電感器包括第一電感器，其中所述并聯電感器包括第二電感器，其中所述串聯電容器包括第一電容器，其中所述并聯電容器包括第二電容器，以及其中所述裝置還包括第三電感器，所述第三電感器與所述正交晶格匹配網絡的輸出節點耦合；以及第三電容器，所述第三電容器與所述第三電感器串聯耦合。
29.根據權利要求28所述的裝置，其中，所述低功率放大器與在所述第三電感器和所述第三電容器之間的節點耦合。
30.根據權利要求26所述的裝置，還包括輸出電感器，所述輸出電感器與所述正交晶格匹配網絡的輸出節點耦合；以及輸出電容器，所述輸出電容器與所述輸出電感器串聯耦合，以及其中所述低功率放大器與在所述輸出電感器和所述輸出電容器之間的節點選擇性地耦合。
31.根據權利要求26所述的裝置，其中，所述低功率放大器與所述正交晶格匹配網絡的輸出端耦合、與在所述串聯電感器和所述并聯電感器之間的節點耦合、或與在所述串聯電容器和所述并聯電容器之間的節點耦合。
32.ー種裝置，包括 第一功率放大器； 第二功率放大器； 正交組合器，所述正交組合器包括第一路徑，所述第一路徑與所述第一功率放大器耦合；以及第ニ路徑，所述第二路徑與所述第二功率放大器耦合；以及 相位調制驅動器，所述相位調制驅動器被配置成以小于或大于180°的0來驅動所述第一功率放大器和所述第二功率放大器。
33.根據權利要求32所述的裝置，其中，所述相位調制驅動器被配置成以0土 45°的分相相移來驅動所述第一功率放大器和所述第二功率放大器。
34.根據權利要求32所述的裝置，其中所述正交組合器包括正交晶格匹配網絡，其中所述第一路徑與所述第一功率放大器耦合并且具有串聯電感器和并聯電感器，以及所述第ニ路徑與所述第二功率放大器耦合并且具有串聯電容器和并聯電容器。
35.根據權利要求34所述的裝置，其中，所述并聯電感器和所述并聯電容器是可變元件。
36.一種系統,包括 天線開關模塊，所述天線開關模塊被配置成接收射頻RF輸出信號； 收發器，所述收發器與所述天線開關模塊耦合并且被配置成生成射頻RF輸入信號；以及 功率放大器模塊，所述功率放大器模塊與所述天線開關模塊和所述收發器耦合，以及所述功率放大器模塊被配置成接收來自所述收發器的所述射頻RF輸入信號并且向所述天線開關模塊提供射頻RF輸出信號，其中，所述功率放大器模塊包括 第一功率放大器； 第二功率放大器；以及 正交晶格匹配網絡，所述正交晶格匹配網絡包括第一路徑，所述第一路徑與所述第一功率放大器耦合并且具有串聯電感器和并聯電感器；以及第二路徑，所述第二路徑與所述第二功率放大器耦合并且具有串聯電容器和并聯電容器。
37.根據權利要求36所述的系統，其中，所述天線開關模塊還被配置成實現所述射頻RF輸出信號的發射。
38.根據權利要求36所述的系統，其中，所述系統是雷達設備、衛星通信設備、移動手機、基站、無線廣播電臺、或電視放大器系統。
39.一種方法,包括 控制第一功率放大器向正交晶格匹配網絡的具有串聯電感器和并聯電感器的第一路徑提供第一射頻RF信號； 控制第二功率放大器向所述正交晶格匹配網絡的具有串聯電容器和并聯電容器的第ニ路徑提供第二射頻RF信號；以及 通過所述正交晶格匹配網絡將與所述第一功率放大器和所述第二功率放大器相關聯的源阻抗變換成所述正交晶格匹配網絡的輸出節點處的輸出阻杭。
40.根據權利要求39所述的方法，還包括通過所述正交晶格匹配網絡輸出所述第一射頻RF信號和所述第二射頻RF信號作為單端輸出信號。
41.根據權利要求39所述的方法，還包括通過輸出匹配電路變換所述正交晶格匹配網絡的所述輸出節點處的所述輸出阻抗，所述輸出匹配電路與所述輸出節點耦合并且包括與輸出電容器和負載I禹合的輸出電感器，其中所述輸出電容器和所述負載并聯I禹合。
42.根據權利要求39所述的方法，還包括將所述第一功率放大器與所述正交晶格匹配網絡的所述第一路徑耦合，以及將所述第二功率放大器與所述正交晶格匹配網絡的所述第二路徑耦合。
43.—種方法,包括 控制功率放大器向正交晶格匹配網絡提供射頻RF信號，所述正交晶格匹配網絡包括第一路徑，所述第一路徑具有串聯電感器和并聯電感器；以及第ニ路徑，所述第二路徑具有串聯電容器和并聯電容器；以及 通過所述正交晶格匹配網絡將與所述功率放大器相關聯的源阻抗變換成所述正交晶格匹配網絡的輸出節點處的輸出阻杭。
44.根據權利要求43所述的方法，還包括通過所述正交晶格匹配網絡輸出所述射頻RF信號作為單端輸出信號。
45.根據權利要求43所述的方法，還包括將在所述串聯電感器和所述并聯電感器之間的第一節點與所述正交晶格匹配網絡的所述輸出節點耦合。
46.根據權利要求45所述的方法，還包括將在所述串聯電容器和所述并聯電容器之間的第二節點與所述正交晶格匹配網絡的所述輸出節點耦合。
47.根據權利要求45所述的方法，還包括將所述第一節點與在所述串聯電容器和所述并聯電容器之間的第二節點耦合。
48.根據權利要求43所述的方法，其中所述功率放大器包括第一功率放大器，以及其中所述方法還包括使第二功率放大器偏置到所述正交晶格匹配網絡的所述第一路徑，以及使第三功率放大器偏置到所述正交晶格匹配網絡的所述第二路徑。
49.根據權利要求43所述的方法，還包括以高功率模式和低功率模式交替地控制所述正交晶格匹配網絡。
50.根據權利要求43所述的方法，還包括使所述串聯電感器部分地短路。
51.—種方法,包括 控制多個高功率放大器以提供高功率射頻RF信號；用正交晶格匹配網絡將與所述多個高功率放大器相關聯的源阻抗變換成所述正交晶格匹配網絡的輸出節點處的輸出阻抗，其中，所述正交晶格匹配網絡包括第一路徑，所述第一路徑具有串聯電感器和并聯電感器；以及第二路徑，所述第二路徑具有串聯電容器和并聯電容器；以及 控制低功率放大器向所述正交晶格匹配網絡提供低功率射頻RF信號。
52.根據權利要求51所述的方法，還包括 在所述控制低功率放大器提供低功率射頻RF信號期間不使所述多個高功率放大器偏置。
53.根據權利要求51所述的方法，還包括 在所述控制多個高功率放大器提供高功率射頻RF信號期間不使所述低功率放大器偏置。
54.根據權利要求51所述的方法，還包括在所述控制低功率放大器提供低功率射頻RF信號期間將所述多個高功率放大器與所述正交晶格匹配網絡的所述第一路徑和所述第ニ路徑去f禹合。
55.根據權利要求51所述的方法，還包括向所述正交晶格匹配網絡的所述輸出節點提供所述低功率射頻RF信號。
56.根據權利要求51所述的方法，還包括向輸出匹配電路的節點提供所述低功率射頻RF信號。
57.根據權利要求51所述的方法，其中，將所述低功率射頻RF信號提供給所述正交晶格匹配網絡的所述輸出節點、提供給在所述串聯電感器和所述并聯電感器之間的節點、或提供給在所述串聯電容器和所述并聯電容器之間的節點。
全文摘要
提供了一種正交晶格匹配網絡。實施例包括但不限于包括正交晶格匹配網絡的裝置及系統，該正交晶格匹配網絡包括第一路徑，該第一路徑具有串聯電感器和并聯電感器；以及第二路徑，該第二路徑具有串聯電容器和并聯電容器。可描述并要求保護其它實施例。
文檔編號H03H7/40GK102694520SQ20121007693
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月21日 優先權日2011年3月23日
發明者彼得·V·賴特 申請人:特里奎恩特半導體公司