[发明专利]紧凑的希莱克合并器和阻抗匹配电路

说明书

本公开涉及紧凑的希莱克合并器和阻抗匹配电路。例如，一种功率放大器包括异相放大器。异相放大器包括第一放大器和第二放大器，并且被配置为提供第一放大RF信号以及与第一放大RF信号相移的第二放大RF信号。功率放大器还包括输出电路，其被配置为在相加节点处合并第一和第二放大RF信号的RF功率。输出电路包括连接在第一放大器与相加节点之间的第一分支、以及连接在第二放大器与相加节点之间的第二分支。使用用于输出阻抗的匹配和异相操作的公共电抗部件，第一和第二分支均被配置为匹配第一和第二放大器的输出阻抗、并且相移第一和第二放大RF信号用于异相操作。

技术领域

本申请涉及一种RF(射频)放大器电路，并且具体地，涉及一种异相(outphasing)放大器设计。

背景技术

RF功率放大器被用于各种应用，诸如用于无线通信系统的基站等。被RF功率放大器放大的信号通常包括具有高频调制载波的信号，其具有400兆赫(MHz)至4吉赫(GHz)范围内的频率。调制载波的基带信号通常处于相对较低的频率，并且根据应用可以达到300MHz以上。

RF功率放大器被设计为提供线性操作而没有失真。RF晶体管可以具有低输入和输出阻抗(例如，针对大功率器件为1欧姆以下)。输入和输出阻抗匹配电路被用于使RF晶体管的输入和输出阻抗与来自外部器件(诸如电路板)的阻抗匹配网络相匹配。

用于RF功率放大器的器件封装件可以包括晶体管裸片(例如，MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)、HMET(高电子迁移率晶体管))，其中结合有输入和输出阻抗匹配电路。输入和输出阻抗匹配电路通常包括LC网络，其提供阻抗匹配电路的至少一部分，被配置为使晶体管裸片的阻抗与固定值相匹配。器件封装件还可以包括被配置为过滤去除基频的高阶谐波分量以提高放大器效率的调谐电路。

希莱克放大器是越来越受到关注和欢迎的一种类型的RF功率放大器。希莱克放大器首先由H.Chireix在1935年提出，并且在“High power outphasing modulation”(Proc.IRE,Vol.23,No.11,pp.1370–1392,Nov.1935)中进行了描述，其全部内容结合于此作为参考。希莱克放大器利用异相技术来放大两个相位偏移的恒定包络信号。希莱克放大器提供高效且线性的放大而没有失真。然而，希莱克放大器中的效率低的一个根源在于输出电路的相对复杂度。包括阻抗匹配电路和功率合并器电路的传统希莱克放大器设计要求大量的部件(它们会劣化效率和性能)，并且在放大信号中引入显著的相位延迟。

发明内容

公开了一种功率放大器。根据一个实施例，该功率放大器包括异相放大器。异相放大器包括具有第一输出端子的第一放大器和具有第二输出端子的第二放大器。异相放大器被配置为在第一输出端子处提供第一放大RF信号以及在第二输出端子处提供第二放大RF信号。第二放大RF信号具有与第一放大RF信号相同的频率，并且相位与第一放大RF信号偏移。功率放大器还包括输出电路，其被配置为在相加节点处合并第一和第二放大RF信号的RF功率。输出电路包括连接在第一输出端子与相加节点之间的第一分支。使用用于输出阻抗的匹配和异相操作的公共电抗部件，第一分支被配置为使第一放大器的输出阻抗与固定阻抗值相匹配，并且针对异相操作对第一放大RF信号进行相位偏移。输出电路还包括连接在第二输出端子与相加节点之间的第二分支。使用用于输出阻抗的匹配和异相操作的公共电抗部件，第二分支被配置为使第二放大器的输出阻抗与固定阻抗值相匹配，并且针对异相操作对第二放大RF信号进行相位偏移。