[发明专利]峰值放大器的导通控制方法、装置及多合体功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及基站功率放大器技术领域，尤其涉及一种峰值放大器的导通控制方法、装置及多合体功率放大器。

背景技术

随着绿色环保、低碳经济理念在全球不断的推广深入人心，运营商对于无线通信系统的功耗降低的要求也越来越高。在无线通信系统中，基站设备中的射频功率放大器（简称功放）是整个系统的核心模块之一，射频功率放大器的重要指标是功放效率。数据分析表明，在整个基站设备里，功放部分的能耗占到了总体能耗的60%左右，提高功放的效率从而成为了降低基站设备功耗，降低运营商的运营成本OPEX（Operating Expense，运营成本）的最有效手段。因此，面对无线通信日益激烈的市场竞争，高效率的射频功放技术已经成为无线通信行业竞争的焦点之一。

Doherty（多合体）功放是无线通信系统目前最为广泛应用的一种高效率功放技术，它是由一位名叫William H. Doherty的美国电子工程师于1936年发明的。但是在接下来的大约三十年时间里，人们的注意力转移了。直到六十年代末期，随着通信技术，特别是卫星通信的发展，将功率放大器的效率和线性问题在一个新的历史场合重新提出，Doherty放大器又被挖掘出来，广泛应用于七十年代的通信和广播系统中。目前，Doherty功放与DPD（Digital Pre-distortion，数字预失真）技术结合应用，已成为无线通信系统基站高效率功放主流的构架形式。

Doherty功放的基本思想是有源负载牵引，传统的Doherty功放原理如图1所示，其主要包括推动级放大器（图中Dr1…Drn）、功率分配（图中D）、载波放大器（图中C，也称为主功放）、峰值放大器（图中P，也称为辅助功放）、功率合成电路（图中Combiner）等。其中，载波功放工作在B类或AB类，峰值功放工作在C类。二者分别承担不同的输入信号功率，且需尽可能的使得两部分功放都工作在各自的饱和区中，从而保证整个功放在尽量大的输入信号功率范围内都保持较高的效率，同时保证一定的线性。

Doherty功放主要包括如下三种工作状态：

1）小信号区。当输入信号比较小的时候，峰值放大器处于关断状态，载波放大器工作在AB类，此时，载波放大器工作在最大效率匹配状态；

2）负载调制区。当输入信号增大到一定程度，载波放大器逐渐由放大区向饱和区过渡，峰值放大器逐渐由截止区向放大区过渡，此时，载波放大器和峰值放大器的负载都是不稳定的，负载阻抗随功率的变化而变化；

3）饱和区。随着输入信号的不断增大，载波放大器和峰值放大器最终都工作在饱和状态，二者均对应着50Ω负载，输出功率相加。

运营商对通信系统的要求是功耗越低越好，效率越高越好。因此，我们必须不断寻求进一步降低功耗、提升效率的方法。而传统的Doherty功放有一个缺点：理论上Doherty功放的峰值功放的功耗是非常小的，但是在实际功放中峰值功放的功耗却占到了10%-20%。这是因为在Doherty功放中峰值功放工作在C类，在小信号工作时峰值放大器不导通，在放大信号由小逐步变大到一定程度时，载波放大器开始出现压缩趋势，此时峰值放大器必须能正常导通工作，否则会对DPD对功放线性的改善造成影响。而C类放大器的导通是随着信号由小到大逐渐导通的，所以在实际应用中为了在载波放大器开始压缩时峰值放大器能完全导通，必须使之在更低的电平下提前导通，这样就增大了峰值功放的功耗，从而降低了整个功放的效率。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种峰值放大器的导通控制方法、装置及多合体功率放大器，避免峰值放大器提前导通时增大峰值功耗。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种峰值放大器的导通控制方法，应用于多合体（Doherty）功率放大器，

在Doherty功率放大器的峰值放大支路中设置射频开关电路，并通过所述射频开关电路对所述峰值放大支路中的峰值放大器的导通和关断进行控制。

进一步地，所述通过所述射频开关电路对所述峰值放大支路中的峰值放大器的导通和关断进行控制，具体包括：

当所述峰值放大支路的输入信号小于所述射频开关电路的导通电平时，所述射频开关电路关闭，所述峰值放大器关断；

当所述峰值放大支路的输入信号增大至所述射频开关电路的导通电平时，所述射频开关电路导通，所述峰值放大器导通。

进一步地，所述方法还包括：

通过改变所述射频开关电路的控制电压的大小，调节所述射频开关电路的导通电平。