具有改进的效率的可重配置输入功率分配多尔蒂放大器的制造方法
【专利摘要】公开了一种具有改善的效率的新颖Doherty放大器。在一个示例性实施例中，一种装置包括移相器和混合加型耦合器，该移相器被配置成基于所选择的相移来生成经移相的第一毫米(MM)波信号，该混合加型耦合器包括输出端子并且被配置成基于经移相的第一MM波信号和第二MM波信号的组合来调整输出端子处的输出功率电平。
【专利说明】具有改进的效率的可重配置输入功率分配多尔蒂放大器
【背景技术】
[0001]领域
[0002]本申请一般涉及无线设备的操作和设计，尤其涉及功率放大器的操作和设计。
[0003]背景
[0004]越来越需要使得无线设备能够进行低功率操作以提供延长的通话时间。达成更低功耗的一个关键与设备的功率放大器(PA)的性能相关联。例如，高度线性化和高效的功率放大器可被用于使手持设备的待机和通话时间最大化。然而，在传统的PA设计中，效率一般仅在高输出电平处才较高。当需要较低的输出电平时(典型地用于如OFDM之类的复调制)，效率明显地降低。
[0005]Doherty (多尔蒂)功率放大器已被用于改进平均功率效率。Doherty功率放大器具有功率拆分器，其将输入功率拆分到主放大器和辅助放大器中。然而，在辅助放大器未开启时的操作期间，被引导到辅助放大器的信号功率被浪费，由此降低了效率。因此，需要一种优化Doherty放大器中的输入功率分配的方法，从而利用全部的输入功率，这将提高总的功率效率。
[0006]附图简述
[0007]通过参照以下结合附图考虑的描述，本文中所描述的以上方面将变得更易于明了，在附图中:
[0008]图1解说了用于毫米(MM)波应用的改进型Doherty功率放大器的示例性实施例；
[0009]图2示出了混合加型耦合器的示例性实施例；
[0010]图3示出了混合环型耦合器的示例性实施例；
[0011]图4示出了解说由图1的改进型Doherty放大器的示例性实施例所提供的效率提闻的不例性图表；
[0012]图5示出了用于通过Doherty放大器提供提高的效率的示例性方法；以及
[0013]图6示出了配置成用于提高效率的Doherty放大器设备的示例性实施例。
[0014]详细描述
[0015]下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性实施例的描述，而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应一定解释成优于或胜于其它示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性实施例的新颖性。
[0016]图1解说了用于毫米(MM)波应用的改进型Doherty功率放大器100的示例性实施例。放大器100适合用在无线手持设备或其它便携式设备中，并且也适合用在基站或任何其它无线通信装置中。
[0017]放大器100包括接收丽波输入信号(Pin)的功率拆分器102。功率检测器104检测输入端上的功率，并且提供检测信号106给控制器108。拆分器102的第一输出(拆分信号)110被输入到混合加型稱合器112的“A”输入端。拆分器102的第二输出(拆分信号)114被输入到移相器116。移相器116的经移相的输出信号132是第二拆分信号114的经移相版本，并且被输入到混合加型耦合器112的“C”输入端。拆分器102的两个输出都具有比输入信号(Pin)功率电平小3dB的功率电平。
[0018]在示例性实施例中，混合加型耦合器112包括1/4波长延伸部118。这一延伸部被用于提供90度相移。延伸部118可通过分布式元件(如传输线)或使用集总元件(如LC滤波器)来构造。在另一实施例中，混合加型耦合器108包括180度环型耦合器，如以下讨论的。
[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”处的第一输出以及在耦合到辅助功率放大器(PA2) 122的端子“D”处的第二输出。第一功率放大器120的输出被输入到1/4波长移相器124，该1/4波长移相器124被用于均衡PAl信号路径和PA2信号路径之间从Pin到Ptot的总相移。移相器124和第二功率放大器122的输出被耦合在一起以产生输出功率信号(Pott)。
[0020]在操作期间，混合加型耦合器112生成经移相版本信号132和毫米波第二信号110的第一和第二组合。例如，这些输入信号的组合被分别在第一和第二输出端子(B和D)处提供。第一和第二组合设置第一和第二输出端子处的输出功率电平，这实际上基于移相器116所引入的相移将混合耦合器输入端子上的输入功率分配到其输出端子。
[0021]控制器108基于功率检测器104所检测的功率检测信号106输出相位控制信号126以控制移相器116所应用的相移量。因此，在低功率处，控制器108控制移相器116生成相移，使得混合加型耦合器112将功率引导到主功率放大器120而远离辅助功率放大器122，从而提供相对于传统系统而言改善的效率。在替代实施例中，功率检测器128被耦合以检测输出信号(POUT)的功率电平并提供检测到的功率信号130给控制器108。控制器108操作用于基于检测到的功率信号130来控制移相器116所提供的相移。延伸部118基于移相器116所引入的相移来辅助分配功率。
[0022]相应地，提供了改进型Doherty放大器，其包括混合加型耦合器112，用于通过移相器116来操控输入功率分配，并且因此在低功率时提供更高效率。
[0023]图2示出了混合加型耦合器200的示例性实施例。例如，混合加型耦合器200适于用作图1中所示的混合加型耦合器108。混合加型耦合器200包括输入端子A和C以及输出端子B和D。混合加型耦合器200还包括用于提供90度相移的延伸部202。延伸部202可通过分布式元件(如传输线)或使用集总元件(如LC滤波器)来构造。输入端子(A和C)上的信号之间的相位差导致输入功率在输出端子(B和D)上被重新分配。例如，假设a和b是恒定系数，并且输入到A和C输入端子的信号是:
【权利要求】
1.一种装置，包括: 移相器，其被配置成基于所选择的相移来生成经移相的第一毫米(MM)波信号；以及混合加型耦合器，其包括输出端子并且被配置成基于所述经移相的第一 MM波信号和第二 MM波信号的组合来调整所述输出端子处的输出功率电平。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混合加型耦合器被配置成基于第一组合来调整第一输出端子处的输出功率，并且基于第二组合来调整第二输出端子处的输出功率。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置被配置为Doherty放大器。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括拆分器，所述拆分器被配置成接收MM波输入信号并生成基本相等的功率电平的第一 MM波信号和第二 MM波信号，所述第一 MM波信号被输入到所述移相器。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混合加型耦合器包括位于所选的输出端子处的延伸部，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组入口 ο
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混合加型耦合器被配置成基于所述第二丽波信号和所述经移相的第一丽波信号之间的相位差(供)来生成第一输出端子(B)和第二输出端子(D)之间的功率分配，所述端子B和D之间的功率分配根据下式来确定:
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括被配置成输出调整所选择的相移的相位控制信号的控制器。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括被配置成输出一输入功率指示符的输入功率检测器，所述输入功率指示符由所述控制器用来生成所述相位控制信号。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括被配置成输出一输出功率指示符的输出功率检测器，所述输出功率指示符由所述控制器用来生成所述相位控制信号。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置被配置成放大无线设备和基站中的至少一者中的MM波输入信号。
11.一种方法，包括: 基于所选择的相移来生成经移相的第一毫米(MM)波信号；以及基于所述经移相的第一 MM波信号和第二 MM波信号的组合来调整输出端子处的输出功率电平。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，包括: 基于第一组合来调整第一输出端子处的输出功率；以及 基于第二组合来调整第二输出端子处的输出功率。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括拆分MM波输入信号以生成基本相等功率电平的第一丽波信号和第二丽波信号。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括基于所述第二MM波信号和所述经移相的第一丽波信号之间的相位差(P)来生成第一输出端子(B)和第二输出端子(D)之间的功率分配，所述端子B和D之间的功率分配根据下式来确定:
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括基于所检测到的输入功率电平来调整所选择的相移。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括基于所检测到的输出功率电平来调整所选择的相移。
17.—种设备,包括: 用于基于所选择的相移来生成经移相的第一毫米(MM)波信号的装置；以及 用于基于所述经移相的第一 MM波信号和第二 MM波信号的组合来调整输出端子处的输出功率电平的装置。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，进一步包括: 用于基于第一组合来调整第一输出端子处的输出功率的装置；以及 用于基于第二组合来调整第二输出端子处的输出功率的装置。
19.如权利要求17所述的设备，其特征在于，还包括用于基于所述第二MM波信号和所述经移相的第一MM波信号之间的相位差(P)来生成第一输出端子(B)和第二输出端子(D)之间的功率分配的装置，所述端子B和D之间的功率分配根据下式来确定:
20.如权利要求17所述的设备，其特征在于，还包括用于基于所检测到的输入功率电平和所检测到的输出功率电平中的至少一者来调整所选择的相移的装置。
【文档编号】H03F1/02GK104205625SQ201380014736
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月19日 优先权日:2012年3月19日
【发明者】S·林, R·布鲁肯布鲁弗 申请人:高通股份有限公司