[发明专利]功率放大器和功率放大方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率放大器和功率放大方法，并且尤其涉及一种用于放大包括调幅分量和调相分量的调制信号的功率放大器和功率放大方法。

背景技术

在无线电通信设备中使用的传输功率放大器(功率放大器：PA)在通信设备中特别地消耗高功率。因此，改进功率放大器的功率效率是开发通信设备中最重要的问题。根据近来的通信标准，为了实现频谱效率，执行调幅已经变为主流。此调幅严格要求避免信号失真。因此，利用深回退(即低输入功率)状态来操作在通信设备中使用的功率放大器以便改进线性。然而，执行深回退操作导致功率放大中功率效率的降低。

为了在功率放大器中实现功率效率和线性的改进，近年来频繁提出极性调制技术。极性调制技术使用极性调制器、RF(射频)放大器和电源调制器。极性调制器提取调制信号(例如，传输信号数据)的调幅分量和调相分量。现在，极性调制技术包括ET(包络跟踪)系统和EER(包络消除和恢复)系统。在ET系统中，极性调制器输出RF(射频)调制信号，其中调幅分量和调相分量被上转换到载波频率。在EER系统中，极性调制器输出RF调制信号，其中提取的调制分量的调相分量被上转换到载波频率。此外，极性调制器向电源调制器输出提取的调制分量的调幅分量。电源调制器根据从极性调制器输入的调幅分量来调制被提供到RF放大器的功率。RF放大器放大从极性调制器输入的RF调制信号，并且调制并输出基于由电源调制器调制的电源放大的RF调制信号。

根据极性调制技术，根据被输入到RF放大器的RF调制信号的振幅来调制被提供到RF放大器的电源。因此，当通过RF放大器输出的电压为低电平时，极性调制技术减少了功率消耗。

然而，当使用极性调制技术执行调制信号的功率放大时，在电源调制器中要求高性能以便改进在最后一级输出的信号的准确性。例如，要求电源调制器满足如下特性：它准确地执行宽带(即高速)操作，由于其宽操作范围(即宽动态范围)导致输出高电压和具有低噪声的信号，并且同时实现高功率效率。在专利文献1到5中公开了用于满足这些特性的几种技术。

首先，图20示出了在专利文献1中公开的功率放大器100的框图。如图20中所示，功率放大器100包括误差校正单元113，其校正脉冲调制单元112的信号误差。脉冲调制单元112由具有高功率效率的开关放大器来实施。然后，脉冲调制单元112向RF放大器111提供电力。此时，功率放大器100在误差校正单元113中校正在脉冲调制单元112中产生的开关噪声。根据这种方式，功率放大器100抑制了给予RF放大器111的开关噪声的影响。简言之，功率放大器100通过实施具有高功率效率的脉冲调制单元112和误差校正单元113来实现功率效率和宽动态范围(即低噪声)特性的改进。

现在，将进一步详细地描述功率放大器100的脉冲调制单元112、误差校正单元113和低通滤波器114。图21示出了功率放大器100的脉冲调制单元112、误差校正单元113和低通滤波器114的框图。在图21中所示出的框图中，脉冲调制单元112包括脉冲调制器150、开关放大器124、衰减器125和积分器126，并且误差校正单元113包括误差放大器131、衰减器133和加法器132。

其中组合脉冲调制单元112和低通滤波器(LPF)114的部分中的每一个以及误差放大器131能够被视为通过电压反馈输出想要电压的电压源。此外，加法器132由电容器实施，并且具有高通滤波器(HPF)特性。因此，能够认为其中组合脉冲调制单元112和LPF 114的部分用作用于低频分量的电压源，误差放大器131用作用于高频分量的电压源，并且加法器132用作高通滤波器。简言之，在图21中所示的电路向RF放大器提供了通过组合由用于低频分量的电压源产生的电压和由用于高频的电压源产生的电压获得的电压作为调制后的电源。