具有改進的效率的可重配置輸入功率分配多爾蒂放大器的制造方法
【專利摘要】公開了一種具有改善的效率的新穎Doherty放大器。在一個示例性實施例中，一種裝置包括移相器和混合加型耦合器，該移相器被配置成基于所選擇的相移來生成經移相的第一毫米(MM)波信號，該混合加型耦合器包括輸出端子并且被配置成基于經移相的第一MM波信號和第二MM波信號的組合來調整輸出端子處的輸出功率電平。
【專利說明】具有改進的效率的可重配置輸入功率分配多爾蒂放大器
【背景技術】
[0001]領域
[0002]本申請一般涉及無線設備的操作和設計，尤其涉及功率放大器的操作和設計。
[0003]背景
[0004]越來越需要使得無線設備能夠進行低功率操作以提供延長的通話時間。達成更低功耗的一個關鍵與設備的功率放大器(PA)的性能相關聯。例如，高度線性化和高效的功率放大器可被用于使手持設備的待機和通話時間最大化。然而，在傳統的PA設計中，效率一般僅在高輸出電平處才較高。當需要較低的輸出電平時(典型地用于如OFDM之類的復調制)，效率明顯地降低。
[0005]Doherty (多爾蒂)功率放大器已被用于改進平均功率效率。Doherty功率放大器具有功率拆分器，其將輸入功率拆分到主放大器和輔助放大器中。然而，在輔助放大器未開啟時的操作期間，被引導到輔助放大器的信號功率被浪費，由此降低了效率。因此，需要一種優化Doherty放大器中的輸入功率分配的方法，從而利用全部的輸入功率，這將提高總的功率效率。
[0006]附圖簡述
[0007]通過參照以下結合附圖考慮的描述，本文中所描述的以上方面將變得更易于明了，在附圖中:
[0008]圖1解說了用于毫米(MM)波應用的改進型Doherty功率放大器的示例性實施例；
[0009]圖2示出了混合加型耦合器的示例性實施例；
[0010]圖3示出了混合環型耦合器的示例性實施例；
[0011]圖4示出了解說由圖1的改進型Doherty放大器的示例性實施例所提供的效率提聞的不例性圖表；
[0012]圖5示出了用于通過Doherty放大器提供提高的效率的示例性方法；以及
[0013]圖6示出了配置成用于提高效率的Doherty放大器設備的示例性實施例。
[0014]詳細描述
[0015]下面結合附圖闡述的詳細描述旨在作為對本發明的示例性實施例的描述，而非旨在代表可在其中實踐本發明的僅有實施例。貫穿本描述使用的術語“示例性”意指“用作示例、實例或解說”，并且不應一定解釋成優于或勝于其它示例性實施例。本詳細描述包括具體細節以提供對本發明的示例性實施例的透徹理解。對于本領域技術人員將顯而易見的是，沒有這些具體細節也可實踐本發明的示例性實施例。在一些實例中，公知的結構和設備以框圖形式示出以免湮沒本文中給出的示例性實施例的新穎性。
[0016]圖1解說了用于毫米(MM)波應用的改進型Doherty功率放大器100的示例性實施例。放大器100適合用在無線手持設備或其它便攜式設備中，并且也適合用在基站或任何其它無線通信裝置中。
[0017]放大器100包括接收麗波輸入信號(Pin)的功率拆分器102。功率檢測器104檢測輸入端上的功率，并且提供檢測信號106給控制器108。拆分器102的第一輸出(拆分信號)110被輸入到混合加型稱合器112的“A”輸入端。拆分器102的第二輸出(拆分信號)114被輸入到移相器116。移相器116的經移相的輸出信號132是第二拆分信號114的經移相版本，并且被輸入到混合加型耦合器112的“C”輸入端。拆分器102的兩個輸出都具有比輸入信號(Pin)功率電平小3dB的功率電平。
[0018]在示例性實施例中，混合加型耦合器112包括1/4波長延伸部118。這一延伸部被用于提供90度相移。延伸部118可通過分布式元件(如傳輸線)或使用集總元件(如LC濾波器)來構造。在另一實施例中，混合加型耦合器108包括180度環型耦合器，如以下討論的。
[0019]混合加型耦合器112具有在耦合到主功率放大器(PAl) 120的端子“B”處的第一輸出以及在耦合到輔助功率放大器(PA2) 122的端子“D”處的第二輸出。第一功率放大器120的輸出被輸入到1/4波長移相器124，該1/4波長移相器124被用于均衡PAl信號路徑和PA2信號路徑之間從Pin到Ptot的總相移。移相器124和第二功率放大器122的輸出被耦合在一起以產生輸出功率信號(Pott)。
[0020]在操作期間，混合加型耦合器112生成經移相版本信號132和毫米波第二信號110的第一和第二組合。例如，這些輸入信號的組合被分別在第一和第二輸出端子(B和D)處提供。第一和第二組合設置第一和第二輸出端子處的輸出功率電平，這實際上基于移相器116所引入的相移將混合耦合器輸入端子上的輸入功率分配到其輸出端子。
[0021]控制器108基于功率檢測器104所檢測的功率檢測信號106輸出相位控制信號126以控制移相器116所應用的相移量。因此，在低功率處，控制器108控制移相器116生成相移，使得混合加型耦合器112將功率引導到主功率放大器120而遠離輔助功率放大器122，從而提供相對于傳統系統而言改善的效率。在替代實施例中，功率檢測器128被耦合以檢測輸出信號(POUT)的功率電平并提供檢測到的功率信號130給控制器108。控制器108操作用于基于檢測到的功率信號130來控制移相器116所提供的相移。延伸部118基于移相器116所引入的相移來輔助分配功率。
[0022]相應地，提供了改進型Doherty放大器，其包括混合加型耦合器112，用于通過移相器116來操控輸入功率分配，并且因此在低功率時提供更高效率。
[0023]圖2示出了混合加型耦合器200的示例性實施例。例如，混合加型耦合器200適于用作圖1中所示的混合加型耦合器108。混合加型耦合器200包括輸入端子A和C以及輸出端子B和D。混合加型耦合器200還包括用于提供90度相移的延伸部202。延伸部202可通過分布式元件(如傳輸線)或使用集總元件(如LC濾波器)來構造。輸入端子(A和C)上的信號之間的相位差導致輸入功率在輸出端子(B和D)上被重新分配。例如，假設a和b是恒定系數，并且輸入到A和C輸入端子的信號是:
【權利要求】
1.一種裝置，包括: 移相器，其被配置成基于所選擇的相移來生成經移相的第一毫米(MM)波信號；以及混合加型耦合器，其包括輸出端子并且被配置成基于所述經移相的第一 MM波信號和第二 MM波信號的組合來調整所述輸出端子處的輸出功率電平。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述混合加型耦合器被配置成基于第一組合來調整第一輸出端子處的輸出功率，并且基于第二組合來調整第二輸出端子處的輸出功率。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置被配置為Doherty放大器。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括拆分器，所述拆分器被配置成接收MM波輸入信號并生成基本相等的功率電平的第一 MM波信號和第二 MM波信號，所述第一 MM波信號被輸入到所述移相器。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述混合加型耦合器包括位于所選的輸出端子處的延伸部，所述延伸部被配置成提供90度相移，所述90度相移被用于生成所述組入口 ο
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述混合加型耦合器被配置成基于所述第二麗波信號和所述經移相的第一麗波信號之間的相位差(供)來生成第一輸出端子(B)和第二輸出端子(D)之間的功率分配，所述端子B和D之間的功率分配根據下式來確定:
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括被配置成輸出調整所選擇的相移的相位控制信號的控制器。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括被配置成輸出一輸入功率指示符的輸入功率檢測器，所述輸入功率指示符由所述控制器用來生成所述相位控制信號。
9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括被配置成輸出一輸出功率指示符的輸出功率檢測器，所述輸出功率指示符由所述控制器用來生成所述相位控制信號。
10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置被配置成放大無線設備和基站中的至少一者中的MM波輸入信號。
11.一種方法，包括: 基于所選擇的相移來生成經移相的第一毫米(MM)波信號；以及基于所述經移相的第一 MM波信號和第二 MM波信號的組合來調整輸出端子處的輸出功率電平。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，包括: 基于第一組合來調整第一輸出端子處的輸出功率；以及 基于第二組合來調整第二輸出端子處的輸出功率。
13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括拆分MM波輸入信號以生成基本相等功率電平的第一麗波信號和第二麗波信號。
14.如權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括基于所述第二MM波信號和所述經移相的第一麗波信號之間的相位差(P)來生成第一輸出端子(B)和第二輸出端子(D)之間的功率分配，所述端子B和D之間的功率分配根據下式來確定:
15.如權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括基于所檢測到的輸入功率電平來調整所選擇的相移。
16.如權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括基于所檢測到的輸出功率電平來調整所選擇的相移。
17.—種設備,包括: 用于基于所選擇的相移來生成經移相的第一毫米(MM)波信號的裝置；以及 用于基于所述經移相的第一 MM波信號和第二 MM波信號的組合來調整輸出端子處的輸出功率電平的裝置。
18.如權利要求17所述的設備，其特征在于，進一步包括: 用于基于第一組合來調整第一輸出端子處的輸出功率的裝置；以及 用于基于第二組合來調整第二輸出端子處的輸出功率的裝置。
19.如權利要求17所述的設備，其特征在于，還包括用于基于所述第二MM波信號和所述經移相的第一MM波信號之間的相位差(P)來生成第一輸出端子(B)和第二輸出端子(D)之間的功率分配的裝置，所述端子B和D之間的功率分配根據下式來確定:
20.如權利要求17所述的設備，其特征在于，還包括用于基于所檢測到的輸入功率電平和所檢測到的輸出功率電平中的至少一者來調整所選擇的相移的裝置。
【文檔編號】H03F1/02GK104205625SQ201380014736
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月19日 優先權日:2012年3月19日
【發明者】S·林, R·布魯肯布魯弗 申請人:高通股份有限公司