[发明专利]单元复用变压器合成功率放大器

权利要求书

1.单元复用变压器合成功率放大器，其特征在于，由晶体管级有源部分和基于变压器合成的无源网络部分组成；其中，有源部分采用电压模的纯模拟、数模混合或全数字类型的功率放大器实现；无源网络部分采用变压器完成功率合成、负载阻抗调制以及差分到单端的转换；

所述有源部分包含两个完全相同的差分PA分别作为主单元PA1（110）和从单元PA2（111）；无源网络部分由变压器合成器（210）和匹配电路元件（211）组成，匹配电路元件（211）接输出负载（310）；其中，变压器合成器（210）包含第一初级线圈（1）、第二初级线圈（2）和次级线圈，第一初级线圈（1）和第二初级线圈（2）均耦合到次级线圈，初级线圈与次级线圈的匝数比取决于功率放大器的最优阻抗；主单元PA1（110）的正端输出与从单元从PA2（111）的负端输出通过第一初级线圈（1）相连接，从单元PA2（111）的正端输出与主单元PA1（111）的负端输出通过第二初级线圈（2）相连接，最终在次级线圈处完成功率合成，并通过匹配电路元件（211）传递给输出负载（310）；

具有四个额外的效率增强区域；同时控制所有有源部分实现单元复用，以相同的芯片面积实现更高的精度，其能实现的最大功率值位于（±Imax,0）或（0，±Qmax）；四个额外的效率增强区域分别位于（|I|Imax/2, |I|+|Q|Imax/2+Qmax/2）以及（|Q|Qmax/2, |I|+|Q|Imax/2+Qmax/2）处：当处于（|I|Imax/2, |I|+|Q|Imax/2+Qmax/2）时，主单元PA1（110）完全开启且处于满摆幅状态，输出幅度为Imax/2信号，从单元PA2（111）有一部分用于输出幅度为（|I|-Imax/2）信号，另外有一部分输出Q信号；当处于（|Q|Qmax/2, |I|+|Q|Imax/2+Qmax/2）时，从单元PA2（111）完全开启且处于满摆幅状态，输出幅度为Qmax/2信号，主单元PA1（110）有一部分用于输出幅度为（|Q|-Qmax/2）信号，另外有一部分输出I信号。

2.根据权利要求1所述的单元复用变压器合成功率放大器，其特征在于，主单元PA1（110）与从单元PA2（111）具有对称性，放置于变压器合成器的同侧，使得第一初级线圈（1）与第二初级线圈（2）的电流方向同相，用以增强电磁，提高功率合成器的初级线圈品质因子，降低损耗。