[发明专利]耦合阵列功率放大器

说明书

耦合阵列功率放大器，射频输出端口分别输出四路射频信号x₁(t)、x₂(t)、x₃(t)和x₄(t)；四个射频移相器构成控制相位阵列[θ₁ θ₂ θ₃ θ₄]^T；射频移相器分别对四路射频信号x₁(t)、x₂(t)、x₃(t)和x₄(t)移相处理，得到移相后的信号向量将信号向量通过耦合阵列功放组进行功率放大处理，该耦合阵列功放组的增益为G，得到放大后的射频信号多端口耦合阵列的传递函数矩阵为C_M，多端口耦合阵列的四个输出端口信号向量为通过将射频信号输入到多端口耦合阵列中，得到提出一种输出功率分布可控的多输出端口耦合阵列功放架构，仅通过输入相位调整实现合成功率路径切换以及多输出路径功率可重配功能。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及耦合阵列功率放大器。

背景技术

传统意义上，射频功放被认为是一种单纯的能量传输单元，其功能是在保证线性度的情况下将传输信号的功率放大以便发射。在这种认知下，射频功放性能的提升通常即意味着可以在更宽的工作带宽内以更高的能量效率进行功率放大。也正因为如此，针对无线传输系统的需求，适应信号特征的效率提升与带宽扩展技术一直是功放研究领域的热点。进入4G时代以来，无线通信系统发展伴随着网络架构的多样化、智能化和信号特征的复杂化。这些趋势使得功放研究者不再局限于功放本征性能的提升，也开始着眼于探索功放功能的多样化以提升系统的集成度和智能化程度。较为典型例子是数字功放，通过使用数字信号驱动的大量有源晶体管，数字功放通常兼具频率变换和功率放大的功能。以上论及的技术采用大量有源晶体管或多支路架构给功放赋予了能量传输以外的新功能，这可以被认为是通过阵列化手段来扩展功放系统功能的尝试。目前功放阵列化所实现的附加功能普遍局限于功放性能相关的功能，或是取代原有射频链路中其他部件的功能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于解决多输出端口耦合阵列功放的功率分布控制问题、多输入复杂信号激励下耦合阵列功放的响应问题。因此，提出耦合阵列功率放大器，具体技术方案如下：

耦合阵列功率放大器，其特征在于：包括射频输出端口、射频移相器、耦合阵列功放组和多端口耦合阵列；

该射频输出端口分别输出n路射频信号x₁(t)、x₂(t)、x₃(t)、……、x_n(t)；

所述n个射频移相器构成控制相位阵列[θ₁θ₂θ₃θ₄……θ_n]^T；

n路射频移相器分别对所述射频信号x₁(t)、x₂(t)、x₃(t)、……、x_n(t)移相处理，得到移相后的信号向量

将信号向量通过耦合阵列功放组进行功率放大处理，该耦合阵列功放组的增益为G，得到放大后的射频信号

多端口耦合阵列的传递函数矩阵为C_M，多端口耦合阵列的输出端口信号向量为

通过将射频信号输入到多端口耦合阵列中，得到n＝4ⁿ。

为更好的实现本发明，进一步地：所述多端口耦合阵列为四端口结构，包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器；

所述第一耦合器的第一输出端口与所述第二耦合器的第一输入端口相连，所述第一耦合器的第二输出端口与所述第四耦合器的第一输入端口相连；