分功器的自适应调节的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明主题的实施例涉及放大器，更具体地说，涉及具有可调节分功器以及相位和功率检测器的放大器。
【背景技术】
[0002]Doherty放大器是通常用于无线通信系统的放大器。当今，例如，Doherty放大器越来越多地被应用于允许无线通信网络操作的基站中。Doherty放大器适合于在这类应用中使用，这是因为放大器包括了独立的放大路径——通常是载波路径和峰值路径。这两个路径被配置为在不同类操作。更具体地说，载波放大路径通常在AB类模式操作，而峰值放大路径被偏置，以便其在C类模式操作。当与平衡放大器进行比较的时候，其在无线通信应用中经常遇到的功率水平处允许改进的放大器的功率增加效率和线性度。
[0003]通常，分功器将输入信号提供给Doherty放大器中的每个放大路径。分功器或信号分配器或分配器是已知的，顾名思义，被用于将信号划分或分配为两个或更多个具有已知的、预定的幅度和相位关系的信号。
[0004]在Doherty放大器中，通常期望放大器对某个范围的输入信号表现出恒定的载波压缩。此外，期望匹配呈现给载波和峰值放大器的信号的幅度和相位成分，以便实现期望的负载调制，并且载波和峰值放大器的输出信号根据期望在放大器的输出处进行结合。
【附图说明】
[0005]在附图中，类似的参考符号表示贯穿单独视图的相同或功能相似的元素，所述参考符号连同下面详细说明书被并入和形成部分说明书，根据本发明主题起到进一步说明各种实施例并且解释各种原则以及优点的作用。
[0006]图1显示了包括主路径或载波路径和峰值路径的传统Doherty放大器排布。
[0007]图2显示了具有在反馈回路中被连接到控制器的功率输出和相移检测器的双路径放大器。
[0008]图3A和图3B是分别说明了位于示例放大器中的载波放大器和峰值放大器的增益响应的图表。
[0009]图3C是说明了放大器的增益输出的图表。
【具体实施方式】
[0010]总体来说，本公开描述了涉及放大器，更具体地说，涉及具有可调节分功器以及相位和功率检测器的放大器的发明主题的实施例。
[0011]在本公开中，系统的实施例结合Doherty放大器被描述，但应了解，在本公开中，在各种实施例中，Doherty放大器可被可选的双路径或多路径放大器(例如，具有不止两个放大器路径的放大器)所取代。
[0012]根据本发明，本公开被提供以在应用的时候以在制造和使用根据本发明的各种实施例的最佳模式的形式进一步解释。公开还被提供以增强对发明原理及其优点的理解和认识，而不是以任何方式限制本发明的范围。
[0013]还应了解关系术语的使用，例如第一和第二，顶部和底部等等，如果有的话，被单独地用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定需要或暗含在这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。
[0014]很多发明功能和很多发明原理最好用集成电路(IC)或在集成电路中实现，其中集成电路包括可能的特定于应用的IC或具有集成处理或控制或其它结构的1C。虽然有可能显著的努力和例如由可用时间，当前技术和经济考虑驱动的很多设计选择，然而当被本公开的概念和原理引导的时候，期望普通技术人员将容易地能够以最少的实验产生这样的IC和结构。因此，为了简洁和最小化模糊根据本发明下述实施例的原理和概念的任何风险，相对于各种实施例的原理和概念，这样的结构和IC的进一步讨论(如果有的话)将被限于最基本的。
[0015]Doherty放大器被用于很多无线应用中，这是由于该放大器在宽输出功率范围内实现了高效率并且可以通过使用各种线性化方案实现期望的线性度。在很多实现中，Doherty放大器包括两个放大器,载波或主放大器和峰值放大器。在对称Doherty放大器中，载波和峰值放大器大小相同。当今，对称Doherty放大器是常用的，但是采用了比载波放大器大的峰值放大器的非对称Doherty放大器提供了附加的效率提高的可能性。
[0016]在Doherty放大器中，输入信号在主和峰值放大路径或电路之间的输入或分功器处被划分。划分的信号随后由Doherty放大器的主和峰值放大器分离地放大，并在输出级被结合。当结合主和峰值放大器的输出的时候，可能期望对Doherty器件的输入分配器的相位和幅值或衰减做出细微调整，以在放大器的每个路径的输出之间提供最优的平衡。为了促进这一调整，放大器(例如Doherty放大器)可包括可以被用于将输入信号的配置微调到多个路径(例如主和峰值放大器)中的每一个的可调节功率分配器或分配器。放大器的实施例(例如Doherty放大器)还可包括可调节相位延迟和/或幅值调节，被配置为选择性地改变放大器的一个或多个路径的相移和/或幅值。
[0017]图1显示了包括主路径或载波路径和峰值路径的传统Doherty放大器排布10。如图1所示，分功器12耦合到Doherty放大器10的主路径或载波路径14和峰值路径16。分功器12被配置为将输入信号(例如，(RFIN)中的射频)划分成各自沿着不同放大路径传输的多个信号。每个放大路径可包括多个衰减器、移相器和/或放大器。在图1中，分功器12产生两个输出信号。
[0018]在一种实现中，分功器12可以包括功率分配器，其具有用于接收输入射频信号的输入18，以及第一和第二分配器输出。在某些实施例中，当被连接到对称Doherty放大器的时候，分功器12可将在输入18处接收的输入信号划分或划分成两个具有非常相似的相等功率的信号。在其它情况下，然而，分功器12可输出具有不相等功率的信号。
[0019]分功器12的输出被连接到主或载波放大器20和峰值放大器22。载波放大器20通过匹配网络或电路(未显示)耦合到分功器12的第一输出。峰值放大器22通过匹配网络或电路(未显示)耦合到分功器12的第二输出。正如本领域普通技术人员根据本发明说明书将了解的，载波和峰值放大器20和22可包含相对较低功率水平放大和相对较高功率水平放大的一个或多个级。
[0020]阻抗变换器或λ /4传输线相移兀件24被连接在载波放大器20的输出和求和或输出节点之间，峰值放大器22的输出也耦合到求和节点。在一些实现中，由元件24引入的相移通过存在于由相移元件26引入的路径16上的90度相对相移而被补偿。
[0021]阻抗网络，包括阻抗28，起到将适当的负载阻抗呈现给每个载波放大器20和峰值放大器22的作用。输出负载30 (例如，50欧姆)被连接到载波放大器20和峰值放大器22的输出。
[0022]放大器10被配置为使得载波放大器20给低电平输入信号提供放大，并且放大器20和22 二者相结合操作以给高输入电平的信号提供放大。在一个实现中，载波放大器20被配置为放大从主路径14接收的信号，而只有当放大器的输入信号超过预定阈值(转换点α )，峰值放大器22才被配置为放大从峰值路径16接收的信号。
[0023]这可例如通过偏置载波放大器20以便载波放大器20以AB类模式操作，以及偏置峰值放大器22以便峰值放大器22以C类模式操作来实现。
[0024]图1中描绘的Doherty放大器10体系结构被广泛用于通信系统，这是由于体系结构在扩展的输入信号范围内高效率传送的能力。该体系结构还可以使用数字预畸变(Dro)技术更好地进行线性化。
[0025]Doherty放大器设计的一个难点涉及设计支持恒定载波放大器压缩的系统。此外，重要的是，适当地匹配呈现给载波和峰值放大器中的每一个的幅值和相位成分，以便实现期望的负载调制并且载波和峰值放大器的每一个的输出信号根据期望结合。
[0026]本发明公开提供了包括可调节分功器的多路径(例如，两个或更多个路径)放大器，其中该可调节分功器具有位于每个放大器路径上的(例如，位于每个载波和峰值路径上的)可调节衰减器和移相器，其允许对齐并优化放大器的每个路径(例如，载波和峰值路径)的射频性能。由于放大器的性能会受到多个变量，例如操作频率、器件温度以及放大器的输出功率的影响，本放大器合并了相位和输出功率反馈回路，从而允许器件自动调节被提供给放大器路径(例如，载波和峰值路径)的单独输入信号的幅值和相位。
[0027]在一个实现中，基于通过使用相位检测器测量的每个放大器的输出(例如，在每个载波放大器和峰值放大器的输出)的相位失真的测量来确定每个路径(例如，载波和峰值路径中的每一个)上的移相器的相位设定。类似的，基于通过使用功率检测器测量的每个放大器(例如，每个载波放大器和峰值放大器)的输出的功率来确定每个路径(例如，每个载波和峰值路径)上的可变衰减器的衰减设置。相位和功率检测器可以在放大器的输出(例如，在载波放大器的输出和峰值放大器的输出)处实施。
[0028]在该实现中，由功率、温度和/或频率变化引起的每个放大器(例如，每个载波放大器和峰值放大器)的幅值(am/am)失真和/或相位(am/pm)失真特性的变化可以实时或近实时地被检测到。然后，测得的变化可以被反馈到控制器，并用于确定可调节分功器的衰减和/或相位设定以补偿这些变化，并通过调节提供给每个放大器的输入信号提供提高的放大器性能。
[0029]图2描绘了根据实施例的放置在放大器的每个路径上的具有可变或可调节组件(例如可变衰减器和移相器)的双路径放大器500。放大器500包括对齐模块或分功器501。分功器501将输入信号划分到多个放大路径中，其中每个放大路径包括可调节组件，例如