专利名称：一种射频功放供电方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源供电领域，特别涉及一种射频功放供电方法、装置和系统。
技术背景
无线通信正向3G、LTE(Long Term Evolution，长期演进)等高速大容量数据传输 方向发展，这就需要采用高效的数据调制和编码技术，比如QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，正交相移键控)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制)等调 制技术对射频载波的幅度和相位进行调制，除此之外往往还会进行多载波的迭加。经过 这样处理后的射频信号往往具有很高的PAPR(Peak to Average Power Ratio，峰均功率 比)，比如 WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)的射频信号 PAI3R达到6. 5dB以上。对于这种高PAPR的射频信号，如果RFPA (Radio Frequency Power Amplifier，射频功放)采用恒压源进行供电，则效率很低。
采用ET(EnVel0pe Tracking，包络跟踪)电源给RFPA供电可以大幅提高效率。其 原理是提取射频信号的包络信号(Envelope Signal), ET电源的输出电压跟随包络信号进 行调节，使RFPA工作在接近饱和区的准线性区，结合DPD (Digital Pre-Distortion，数字 预失真)等数字信号处理技术，可以使RFPA的效率得以大幅提高。而由于包络信号的带宽 往往达到MHz以上，因而，ET电源需要快速跟踪MHz的包络信号，同时需要具有尽可能高的 转换效率。
现有的包络跟踪射频功放电源的基本思路，是将电源分为两部分一个线性电源 A和一个开关电源B，在输出端进行并联，共同给RFPA供电。其中，由线性电源A输出高频部 分功率，由开关电源B输出低频部分功率。线性电源A采用电压闭环，跟踪高频包络信号， 是一个VCVS(Voltage Controlled Voltage Source，电压控制电压源)；开关电源B采用电 流闭环，检测线性电源A的输出电流，用于调节开关电源B的电流输出，使线性电源A的输 出电流尽量小，是一个CCCS (Current Controlled Current Source，电流控制电流源)。
如果要使整体效率足够高，理想的情况是线性电源A的输出功率越小越好，开关 电源B提供的功率越大越好，但必要条件是开关电源B的带宽足够宽，能够覆盖足够多的功 率谱。但是由于在实际设计中受到功率器件等因素的限制，输出功率、开关频率和效率之间 存在一定的约束，目前还无法找到一个独立的开关电源能同时满足输出功率高、带宽高、效 率高这些条件。因而现有技术的整体效率不高。发明内容
本发明实施例提供一种射频功放供电方法、装置和系统，以提高系统的整体供电 效率。
本发明实施例提供一种射频供电装置，包括电压控制电压源和N个电流控制电流 源，所述电压控制电压源用于接收射频信号，所述电压源的输出端和所述N个电流控制电 流源的输出端并联在一起为射频功放供电，所述N为大于或者等于2的整数，其特征在于，所述装置还包括
第η采样单元，用于对前面η-1个电流控制电流源和所述电压控制电压源的输出 电流之和进行采样，得到第η采样信号；
第η滤波单元，用于对所述第η采样信号按照预先设定的第η通过频带进行滤波， 将经过滤波后的所述第η采样信号输出至第η电流控制电流源，控制所述第η电流控制电 流源的输出电流；
所述第η滤波单元的第η通过频带高于第η_1滤波单元的第n_l通过频带；所述 第η电流控制电流源的开关频率高于第η-1电流控制电流源的开关频率；所述η为大于或 者等于1并且小于或者等于N的整数。
本发明实施例提供一种射频功放供电装置，包括电压控制电压源和N个电流控制 电流源，所述电压控制电压源用于接收射频信号，所述电压源的输出端和所述N个电流控 制电流源的输出端并联在一起为射频功放供电，所述N为大于或者等于2的整数，其特征在 于，所述装置还包括
采样单元，用于对所述电压控制电压源的输出电流进行采样，得到采样信号；
第η滤波单元，用于对所述采样信号按照预先设定的第η通过频带进行滤波，将经 过滤波后的所述第η采样信号输出至第η电流控制电流源，控制所述第η电流控制电流源 的输出电流；
所述第η滤波单元的第η通过频带高于第η_1滤波单元的第n_l通过频带；所述 第η电流控制电流源的开关频率高于第η-1电流控制电流源的开关频率；所述η为大于或 者等于1并且小于或者等于N的整数。
本发明实施例提供一种射频功放供电方法，将接收射频信号的电压控制电压源和 N个电流控制电流源的输出端并联在一起为射频功放供电，所述N为大于或者等于2的整 数，所述方法包括
对前面η-1个电流控制电流源和所述电压控制电压源的输出电流之和进行采样， 得到第η采样信号；
对所述第η采样信号按照预先设定的第η通过频带进行滤波，将经过滤波后的所 述第η采样信号输出至第η电流控制电流源，控制所述第η电流控制电流源的输出电流；
所述第η通过频带高于第η-1通过频带；所述第η电流控制电流源的开关频率高 于第η-1电流控制电流源的开关频率；所述η为大于或者等于1并且小于或者等于N的整数。
本发明实施例提供一种射频功放供电方法，将接收射频信号的电压控制电压源和 N个电流控制电流源的输出端并联在一起为射频功放供电，所述N为大于或者等于2的整 数，所述方法包括
对所述电压控制电压源输出电流进行采样，得到采样信号；
对所述采样信号按照预先设定的第η通过频带进行滤波，将经过滤波后的所述第 η采样信号输出至第η电流控制电流源，控制所述第η电流控制电流源的输出电流；
所述第η通过频带高于第η-1通过频带；所述第η电流控制电流源的开关频率高 于第η-1电流控制电流源的开关频率；所述η为大于或者等于1并且小于或者等于N的整 数。
本发明实施例提供一种射频供电系统，所述系统包括射频功放、射频天线和上述 的射频供电装置；
所述射频供电装置用于为所述射频功放供电；所述射频功放作为所述射频供电装 置的负载，用于对射频功放的输入信号进行放大，并输出射频功放输出信号；所述射频天线 用于发送所述射频功放输出信号。
本发明实施例通过以上技术方案，将电压控制电压源与至少两个电流控制电流源 组合给射频功放供电，由各个滤波单元级差配合进行频带分配，输出不同频段的信号，针对 不同频段的信号，采用不同开关频率的电流控制电流源输出对应频段的功率，通过多个电 流控制电流源的组合，能满足输出功率高、带宽高、效率高这3个条件，相比现有技术是供 电的整体效率得到提高。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
图1现有技术中的一种包络跟踪射频功放电源的结构图2本发明实施例提供的--种射频包络信号的功率谱分布图
图3本发明实施例提供的--种射频功放供电装置结构图4本发明实施例提供的--种射频功放供电装置结构图5本发明实施例提供的--种射频功放供电装置结构图6本发明实施例提供的--种射频功放供电装置结构图7本发明实施例提供的--种射频功放供电装置结构图8本发明实施例提供的--种射频功放供电方法流程图9本发明实施例提供的--种射频功放供电方法流程图10本发明实施例提供的-一种射频功放供电方法流程图11本发明实施例提供的-一种射频功放供电方法流程图12本发明实施例提供的-一种射频功放供电系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是现有技术中的一种包络跟踪射频功放电源的结构图。如图1所示，
该结构将电源分为两部分一个线性电源A和一个开关电源B，在输出端进行并 联，共同给RFPA供电。其中，由线性电源A输出高频部分功率，由开关电源B输出低频部 分功率。线性电源A采用电压闭环，跟踪高频包络信号，是一个VCVS (Voltage Controlled Voltage Source，电压控制电压源)；开关电源B采用电流闭环，检测线性电源A的输出电流，用于调节开关电源B的电流输出，使线性电源A的输出电流尽量小，是一个 CCCS(Current Controlled Current Source，电流控制电流源)。这种并联结构通过线性电 源A保证输出具有较低的失真度，通过开关电源B提高整体的效率。
图2本发明实施例提供的一种射频包络信号的功率谱分布图，该射频包络信号可 以为3G、LTE等射频包括信号。如图2所示，3G、LTE等射频包络信号的带宽在MHz以上，其 功率分布有如下特点低频成份的功率较高，高频成份的功率较低。由于输出给RFPA的功 率是一定的，而现有实验表明，输出同样的功率VCVS的效率要低于CCCS的效率。因此，如 果要使整体效率足够高，理想的情况是线性电源A的输出功率越小越好，开关电源B提供的 功率越大越好，但这种情况的必要条件是开关电源B的带宽足够宽，能够覆盖足够多的功 率谱，这是因为如果开关电源B的带宽不足够宽的话，开关电源B将有可能不能正常工作。 而且，如果开关电源B的带宽不足够宽，开关电源B不能够覆盖足够多的功率谱，相应的提 供的功率也有限。因此，我们希望能找到输出功率高、带宽高、效率高的开关电源B。
对于一个独立的开关电源，根据香农-奈奎斯特采样定理，要提高带宽必须提高 开关频率。而由于包络信号的带宽达到MHz以上，在实际设计中，受到功率器件等因素的限 制，输出功率、开关频率和效率之间存在一定的约束，如表1所示。
权利要求
1.一种射频功放供电装置，包括电压控制电压源和N个电流控制电流源，所述电压控 制电压源用于接收射频信号，所述电压源的输出端和所述N个电流控制电流源的输出端并 联在一起为射频功放供电，所述N为大于或者等于2的整数，其特征在于，所述装置还包 括第η采样单元，用于对前面η-1个电流控制电流源和所述电压控制电压源的输出电流 之和进行采样，得到第η采样信号；第η滤波单元，用于对所述第η采样信号按照预先设定的第η通过频带进行滤波，将经 过滤波后的所述第η采样信号输出至第η电流控制电流源，控制所述第η电流控制电流源 的输出电流；所述第η滤波单元的第η通过频带高于第η-1滤波单元的第η_1通过频带；所述第η 电流控制电流源的开关频率高于第η-1电流控制电流源的开关频率；所述η为大于或者等 于1并且小于或者等于N的整数。
2.如权利要求1所述的射频功放供电装置，其特征在于，所述第N电流控制电流源包括控制模块，用于将经过所述第η滤波单元滤波后的第η采样信号与预先设定的参考基 准相减，得到差值信号，对所述差值信号进行补偿和调制后产生脉冲信号；功率模块，用于根据所述脉冲信号的宽度控制所述第η电流控制电流源的输出电流。
3.如权利要求1所述的射频功放供电装置，其特征在于，所述第η采样信号为电压信号 或者电流信号。
4.一种射频功放供电装置，包括电压控制电压源和N个电流控制电流源，所述电压控 制电压源用于接收射频信号，所述电压源的输出端和所述N个电流控制电流源的输出端并 联在一起为射频功放供电，所述N为大于或者等于2的整数，其特征在于，所述装置还包 括采样单元，用于对所述电压控制电压源的输出电流进行采样，得到采样信号；第η滤波单元，用于对所述采样信号按照预先设定的第η通过频带进行滤波，将经过滤 波后的所述第η采样信号输出至第η电流控制电流源，控制所述第η电流控制电流源的输 出电流；所述第η滤波单元的第η通过频带高于第η-1滤波单元的第η_1通过频带；所述第η 电流控制电流源的开关频率高于第η-1电流控制电流源的开关频率；所述η为大于或者等 于1并且小于或者等于N的整数。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第η电流控制电流源包括控制模块，用于将经过所述第η滤波单元滤波后的第η采样信号与预先设定的参考基 准相减，得到差值信号，对所述差值信号进行补偿和调制后产生脉冲信号；功率模块，用于根据所述脉冲信号的宽度控制所述第η电流控制电流源的输出电流。
6.如权利要求4所述的射频功放供电装置，其特征在于，所述采样信号为电压信号或 者电流信号。
7.一种射频功放供电方法，将接收射频信号的电压控制电压源的输出端和N个电流控 制电流源的输出端并联在一起为射频功放供电，所述N为大于或者等于2的整数，其特征在 于，所述方法包括对前面n-1个电流控制电流源和所述电压控制电压源的输出电流之和进行采样，得到 第η采样信号；对所述第η采样信号按照预先设定的第η通过频带进行滤波，将经过滤波后的所述第 η采样信号输出至第η电流控制电流源，控制所述第η电流控制电流源的输出电流；所述第η通过频带高于第n-1通过频带；所述第η电流控制电流源的开关频率高于第 n-1电流控制电流源的开关频率；所述η为大于或者等于1并且小于或者等于N的整数。
8.如权利要求7所述的射频供电方法，其特征在于，所述第η采样信号为电压信号或者 电流信号。
9.一种射频功放供电方法，将接收射频信号的电压控制电压源的输出端和N个电流控 制电流源的输出端并联在一起为射频功放供电，所述N为大于或者等于2的整数，其特征在 于，所述方法包括对所述电压控制电压源输出电流进行采样，得到采样信号；对所述采样信号按照预先设定的第η通过频带进行滤波，将经过滤波后的所述第η采 样信号输出至第η电流控制电流源，控制所述第η电流控制电流源的输出电流；所述第η通过频带高于第n-1通过频带；所述第η电流控制电流源的开关频率高于第 n-1电流控制电流源的开关频率；所述η为大于或者等于1并且小于或者等于N的整数。
10.如权利要求9所述的射频供电方法，其特征在于，所述采样信号为电压信号或者电 流信号。
11.一种射频供电系统，其特征在于，所述系统包括射频功放、射频天线和权利要求 1-6任一项所述的射频供电装置；所述射频供电装置用于为所述射频功放供电；所述射频功放作为所述射频供电装置的 负载，用于对射频功放的输入信号进行放大，并输出射频功放输出信号；所述射频天线用于 发送所述射频功放输出信号。
全文摘要
本发明实施例公开了一种射频功放供电装置，将电压控制电压源和N个电流控制电流源的输出端并联在一起为射频功放供电，装置还包括第n采样单元，用于对前面n-1个电流控制电流源和电压控制电压源的输出电流之和进行采样，得到第n采样信号；第n滤波单元，用于对第n采样信号按照预先设定的第n通过频带进行滤波，将滤波后的所述第n采样信号输出至第n电流控制电流源，控制第n电流控制电流源的输出电流；第n通过频带高于第n-1通过频带；第n电流控制电流源的开关频率高于第n-1电流控制电流源的开关频率；N为大于或者等于2的整数，n为小于或者等于N的正整数。本发明实施例还公开了一种射频功放供电方法和系统能提高整体供电效率。
文档编号H03F3/20GK102035480SQ200910190598
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者侯召政, 唐志 申请人:华为技术有限公司