[发明专利]射频(RF)功率放大器和RF功率放大器装置

说明书

相关申请的交叉引用

在此通过参考引入2008年5月20日提交的日本专利申请No. 2008-131421的全部公开内容，包括说明书、附图和摘要。

技术领域

本发明涉及一种RF功率放大器和用于RF传输的RF功率放大 器装置，其中每个都安装在与基站进行通信的例如蜂窝电话终端的 通信终端设备中，并且尤其涉及有益于通过一个RF功率放大器实现 非饱和型线性放大器和饱和型非线性放大器两种功能的技术。

背景技术

包含在蜂窝电话终端中的高频功率放大器的操作是其中仅使用 相位调制的基本模式的GSM中的饱和操作。连同相位调制一起还使 用幅度调制的EDGE是在从GSM的饱和操作点被补偿(back off) 若干分贝的操作点处的线性操作。甚至在连同相位调制一起还使用 幅度调制的WCDMA和cdma-1x的情况下，高频功率放大器的操作 也是线性操作。

在对应于GSM和EDGE的每个的蜂窝电话终端的高频电路部分 处，在高频功率放大器和天线之间布置有天线开关。天线开关执行 在TDMA(时分多址)系统的发射和接收时隙之间切换的功能。

在对应于WCDMA和cdma-1x的每个的蜂窝电话终端的高频电 路部分处，在高频功率放大器和其对应天线之间布置有双工器。双 工器执行并行处理CDMA(码分多址)系统的低RF频率的RF发射 信号的发射以及其高RF频率的RF接收信号的接收的功能。此外， 在WCDMA和cdma-1x等中，在高频功率放大器和双工器之间布置 有隔离器，以避免天线处的负载变化对高频功率放大器的影响。然 而，由于隔离器难以集成到制造高频功率放大器的结构中，其成为 大且昂贵的部件。

与在世界上任何地方执行无线通信的通信终端设备(诸如蜂窝 电话终端)的能力对应的无处不在的覆盖范围目前是不现实的，但 是现在正在进行发展。

根据非专利文献1(Earl McCune，“High-Efficiency，Multi-Mode， Multi-Band Terminal Power Amplifiers”，IEEE microwave magazine， 2005年3月，第44-55页)，这些移动系统分别包括GSM、GPRS、 EDGE、和WCDMA的小区，以及例如IEEE 802.11-b、-a和-g等的 网络，例如蓝牙和ZigBee的个人局域网。这些系统的特征延伸到恒 定包络和包络变化的信号、时分和码分的复用以及从高(几瓦)到 低(微瓦)传输输出功率的较宽组合。结果，存在了对于多模适用 的RF功率放大器的增长的需求。

对于多模不言而喻的方法是应用线性电路技术以支持包络变化 信号。然而该方法造成功率放大器的电路设计中的基本矛盾。众所 周知，功率放大器的最大效率是通过允许功率放大器执行饱和操作 (发生波形削波的非线性操作)来获得的。因为执行饱和操作的功 率放大器操作为限制器，其中输入信号是包络变化信号，所以发生 严重信号失真。因此，功率放大器需要执行非饱和线性操作，以如 实再现包络变化信号。为此，引入输出补偿的概念，并且将功率放 大器限制于线性操作，其中执行非饱和线性操作的功率放大器的峰 值输出功率小于最大(饱和)输出功率。然而，因为输出补偿在设 计上变得困难，已经开发出对应于非饱和型线性放大器和饱和型非 线性放大器的两种分立功率放大器。

顺带提及，GSM是全球移动通信系统的缩写。GPRS是通用分 组无线业务的缩写。此外，EDGE是增强型GSM演进数据(增强型 GPRS数据)的缩写。WCDMA是宽带码分多址的缩写。