[发明专利]选择电路及包括该选择电路的放大器

说明书

技术领域

本发明涉及功率器件，特别涉及一种可减少功率损失的选择电路及包括该选择电路的放大器。

背景技术

功率放大器的效率总是随着其输出功率小于其额定功率而降低。为了根据输出功率的变化而优化功率放大器的效率，当功率放大器的输出功率低于其额定功率时，常用的办法是降低的漏极/集电极电压和电流以某种方式补偿其效率的恶化。但是由于功率放大器的性能会限制偏置电压和电流的下降的程度，所以这种方式并不能完全解决上述问题。

目前，常用的Doherty功率放大器(DPA)，尤其是不对称的DPA和多级DPA在发生高回退功率水平的情况下可以维持可接受的功率放大器效率。但是DPA也存在上述相同的问题，即DPA的效率也随着输出功率小于额定功率而不断恶化，设计难度较高(高回退)和成本(多路DPA)也使得其解决上述问题困难重重。

发明内容

本发明提出了一种解决上述问题的方法，即涉及一种可减少功率损失的选择电路及包括该选择电路的放大器。

根据本发明第一个方面，提供了一种选择电路，其中包括：至少一个功分相移模块，该功分相移模块具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，并且用于将输入第一输入端和/或第二输入端的功率信号分成两路正交、等幅的信号，分别从第一输出端和第二输出端输出，并且所述功分相移模块包括至少一个3dB 90°桥；第一传输线模块，该第一传输线模块用于连接第一输入端和选择电路的第一输入；第二传输线模块，该第二传输线模块用于连接第二输入端和选择电路的第二输入；第三传输线模块，该第三传输线模块用于连接第一输出端和第二输入端；第一开关模块，该第一开关模块用于将第二输入接地；第二开关模块，该第二开关模块用于将第一输出端接地。

使用本发明的选择电路，可以根据输出功率的变化动态地选择一个功率放大器或两个功率放大器工作，这样可以保持几乎恒定的功率放大器效率，并且不会影响功率放大器的性能。

本发明的选择电路可以工作在第一工作状态和第二工作状态两种工作状态下。

在第一工作状态下，第一输入接收第一功率信号，第二输入接收第二功率信号，其中第一功率信号和第二功率信号为正交、等幅的信号，并且第一开关模块被断路，第二开关模块被短路，此时第一功率信号通过第一传输线模块，第二功率信号通过第二传输线模块，第一功率信号输入功分相移模块的第一输入端，第二功率信号输入功分相移模块的第二输入端，并在功分相移模块的第二输出端输出叠加的信号作为电路输出功率信号，而功分相移模块的第一输出端无信号输出。

在第一工作状态下，若外部功率需求是满功率需求，即外部功率需求约等于第一功率信号和第二功率信号的叠加，则此时电路可充分利用第一功率信号和第二功率信号，减少功率损失。

在第二工作状态下，第一输入接收第一功率信号，并且第一开关模块被短路，第二开关模块被断路，此时第一功率信号通过第一传输线模块，并输入功分相移模块的第一输入端，其中至少输入的第一功率信号的一部分通过第三传输线模块反馈至功分相移模块的第二输入端，并在功分相移模块的第二输出端输出功率信号作为电路输出功率信号。

在第二工作状态下，若外部功率需求是半功率需求，即外部功率需求约等于第一功率信号或第二功率信号时，在现有技术中，会在功分相移模块与传输线连接的输出端接上负载以吸收在该输出端输出的功率，而本发明对此进行了改进，将现有技术中的负载变为用传输线连接功分相移模块的输出端和输入端的反馈回路，该反馈回路将在现有技术中会被负载吸收的在功分相移模块的输出端上输出的功率信号不断地反馈回到功分相移模块的输入端，并最终在功分相移模块的另一个输出端输出被放大后的第一路功率信号，从而避免了被负载吸收的那部分的功率损失。

优选地，其中第一开关模块和第二开关模块包括至少一个PIN二极管，二极管作为半导体器件，具有体积小，成本低的优点，PIN二极管尤其在高频信号应用中具有比较理想的开关特性。

优选地，传输线模块为四分之一波长传输线，四分之一波长传输线尤其适合高频应用场景。

优选地，其中选择电路的第一输入和第二输入用于接收高频功率信号。该实施方式能够应用在例如通信设备的高频功放中，获得较高的放大器效率。