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Patent Searching and Data


Title:
POWER AMPLIFICATION METHOD AND DEVICE FOR OUTPHASE MODULATION-BASED POWER AMPLIFIER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/188300
Kind Code:
A1
Abstract:
A power amplification method and device for an outphase modulation-based power amplifier. The method comprises: decomposing an original input signal into at least two decomposed signals of different amplitudes; amplifying, by at least two power amplifiers (21, 22), powers of corresponding decomposed signals to obtain power-amplified decomposed signals, wherein the number of the power amplifiers (21, 22) is the same as that of the decomposed signals; and synthesizing, by a non-insulation combiner (30), the various power-amplified decomposed signals, to obtain power-amplified output signals, wherein the non-insulation combiner (30) comprises a circuit capable of realizing a vector synthesis formula of different amplitudes. Also disclosed is a device using the method. By means of the method and device, the efficiency of radio signal power amplifiers can be increased.

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Inventors:
WU, Shengbo (Huawei Administration Building, Bantian Longgan, Shenzhen Guangdong 9, 518129, CN)
WANG, Liangfang (Huawei Administration Building, Bantian Longgan, Shenzhen Guangdong 9, 518129, CN)
WU, Chenglin (Huawei Administration Building, Bantian Longgan, Shenzhen Guangdong 9, 518129, CN)
YAN, Ji (Huawei Administration Building, Bantian Longgan, Shenzhen Guangdong 9, 518129, CN)
Application Number:
CN2014/079459
Publication Date:
December 17, 2015
Filing Date:
June 09, 2014
Export Citation:
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Assignee:
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. (Huawei Administration Building, Bantian Longgan, Shenzhen Guangdong 9, 518129, CN)
International Classes:
H03F3/20; H03F1/02
Foreign References:
CN103095228A2013-05-08
CN201328103Y2009-10-14
CN102751957A2012-10-24
CN102545788A2012-07-04
JPH01137710A1989-05-30
US6085074A2000-07-04
Attorney, Agent or Firm:
GUANGZHOU SCIHEAD PATENT AGENT CO.. LTD (Room 1508, Huihua Commercial & Trade BuildingNo. 80 XianLie Zhong Road, Yuexi, Guangzhou Guangdong 0, 510070, CN)
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种基于异相相位调制功放的功率放大设备, 其特征在于, 包括: 信 号分解器、 至少两个功率放大器、 非隔离合路器;

所述信号分解器通过所述至少两个功率放大器与所述非隔离合路器连接; 所述信号分解器,用于将所述原始输入信号分解为至少两个幅度不等的分 解信号;

所述至少两个功率放大器, 用于将对应的分解信号功率放大,得到功率放 大后的分解信号, 其中, 所述功率放大器的个数与所述分解信号的个数相同; 所述非隔离合路器, 用于对各个功率放大后的分解信号进行合成, 以得到 功率放大后的输出信号,所述非隔离合路器包括可实现不等幅的矢量合成公式 的电路。

2、 如权利要求 1所述的功率放大设备, 其特征在于,

当所述功率放大器的个数大于或等于三个时, 所述信号分解器, 具体用于 根据预设的至少三个互不相等的幅度固定值以及第一信号分解公式将原始输 入信号分解为至少三个幅度不等的分解信号;

其中, 各个分解信号的幅度分别与各个幅度固定值一一对应相等; 其中,所述至少三个幅度不等的分解信号的相位是根据所述至少三个互不 相等的幅度固定值和所述第一信号分解公式计算得到。

3、 如权利要求 1或 2所述的功率放大设备, 其特征在于,

当所述功率放大器的个数为两个时, 所述信号分解器, 具体用于当检测到 原始输入信号的幅度处于第一幅度区域时,根据预设的两个互不相等的幅度固 定值以及第一信号分解公式将原始输入信号分解为两个幅度不等的分解信号; 其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值——对应相等; 其中,所述两个幅度不等的分解信号的相位是根据所述两个互不相等的幅 度固定值和所述第一信号分解公式计算得到。

4、 如权利要求 1至 3任一项所述的功率放大设备, 其特征在于, 当所述功率放大器的个数为两个时, 所述信号分解器, 具体用于当检测到 原始输入信号的幅度处于第二幅度区域时,根据原始输入信号的相位、预设的 两个互不相等的幅度固定值以及第二信号分解公式,将原始输入信号分解为两 个幅度不等的分解信号;

其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值——对应相等; 其中一个分解信号的相位与所述原始输入信号的相位相同,另一个分解信 号的相位与所述原始输入信号的相位相反。

5、 如权利要求 1至 4任一项所述的功率放大设备, 其特征在于, 当所述功率放大器的个数为两个时, 所述信号分解器,还用于当检测到原 始输入信号的幅度处于第二幅度区域时,根据预设的两个互不相等的幅度固定 值以及第三信号分解公式将原始输入信号分解为两个幅度相等的分解信号; 其中,两个分解信号的幅度均等于所述两个互不相等的幅度固定值中最小 的幅度固定值;

其中 ,所述两个幅度相等的分解信号的相位是根据所述最小的幅度固定值 和所述第三信号分解公式计算得到。

6、如权利要求 1至 5任一项所述的功率放大设备,其特征在于,还包括: 至少两个数字信号转换放大器;

所述至少两个数字信号转换放大器分别与所述信号分解器和所述至少两 个功率放大器连接,所述数字信号转换放大器的个数与所述功率放大器的个数 相同;

所述至少两个数字信号转换放大器,用于对所述信号分解器分解出的各个 分解信号进行数模转换、 变频以及放大, 再将数模转换、 变频以及放大后的分 解信号发送至所述至少两个功率放大器;

所述至少两个功率放大器, 具体用于将对应的数模转换、 变频以及放大后 的分解信号进行功率放大, 得到功率放大后的分解信号。 7、 如权利要求 1至 6任一项所述的功率放大设备, 其特征在于, 所述非隔离合路器是通过釆用微带、 电桥、耦合器、 巴伦中的任意一种形 式实现的。

8、 一种基于异相相位调制功放的功率放大方法, 其特征在于, 包括: 将所述原始输入信号分解为至少两个幅度不等的分解信号;

通过至少两个功率放大器将对应的分解信号功率放大,得到功率放大后的 分解信号, 其中, 所述功率放大器的个数与所述分解信号的个数相同;

通过非隔离合路器对各个功率放大后的分解信号进行合成,以得到功率放 大后的输出信号,所述非隔离合路器包括可实现不等幅的矢量合成公式的电路。

9、 如权利要求 8所述的方法, 其特征在于, 所述将所述原始输入信号分 解为至少两个幅度不等的分解信号, 包括:

当所述功率放大器的个数大于或等于三个时,根据预设的至少三个互不相 等的幅度固定值以及第一信号分解公式将原始输入信号分解为至少三个幅度 不等的分解信号;

其中, 各个分解信号的幅度分别与各个幅度固定值一一对应相等; 其中,所述至少三个幅度不等的分解信号的相位是根据所述至少三个互不 相等的幅度固定值和所述第一信号分解公式计算得到。 10、 如权利要求 8所述的方法, 其特征在于, 所述将所述原始输入信号分 解为至少两个幅度不等的分解信号, 包括:

当所述功率放大器的个数为两个,且检测到原始输入信号的幅度处于第一 幅度区域时,根据预设的两个互不相等的幅度固定值以及第一信号分解公式将 原始输入信号分解为两个幅度不等的分解信号;

其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值——对应相等; 其中 ,所述两个幅度不等的分解信号的相位是根据所述两个互不相等的幅 度固定值和所述第一信号分解公式计算得到。

11、 如权利要求 8所述的方法, 其特征在于, 所述将所述原始输入信号分 解为至少两个幅度不等的分解信号, 包括:

当所述功率放大器的个数为两个,且检测到原始输入信号的幅度处于第二 幅度区域时,根据原始输入信号的相位、预设的两个互不相等的幅度固定值以 及第二信号分解公式, 将原始输入信号分解为两个幅度不等的分解信号; 其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值——对应相等; 其中一个分解信号的相位与所述原始输入信号的相位相同,另一个分解信 号的相位与所述原始输入信号的相位相反。

12、 如权利要求 8所述的方法, 其特征在于, 所述将所述原始输入信号分 解为至少两个幅度不等的分解信号, 包括:

当所述功率放大器的个数为两个,且检测到原始输入信号的幅度处于第二 幅度区域时,根据预设的两个互不相等的幅度固定值以及第三信号分解公式将 原始输入信号分解为两个幅度相等的分解信号;

其中,两个分解信号的幅度均等于所述两个互不相等的幅度固定值中最小 的幅度固定值;

其中 ,所述两个幅度相等的分解信号的相位是根据所述最小的幅度固定值 和所述第三信号分解公式计算得到。

13、 如权利要求 8至 12任一项所述的方法, 其特征在于, 所述通过至少 两个功率放大器将对应的分解信号功率放大,得到功率放大后的分解信号, 包 括:

通过至少两个数字信号转换放大器对各个分解信号进行数模转换、变频以 及放大,再将数模转换、 变频以及放大后的分解信号发送至所述至少两个功率 放大器;

通过所述至少两个功率放大器将对应的数模转换、变频以及放大后的分解 信号进行功率放大, 得到功率放大后的分解信号;

其中, 所述数字信号转换放大器的个数与所述功率放大器的个数相同。

14、 如权利要求 8至 13任一项所述的方法, 其特征在于,

所述非隔离合路器是通过釆用微带、 电桥、耦合器、 巴伦中的任意一种形 式实现的。

Description:
一种基于异相相位调制功放的功率放大方法以 及设备 技术领域

本发明涉及通信技术领域, 尤其涉及一种功率放大的方法以及设备。 背景技术

对无线电信号功率进行放大, 可以使无线电信号覆盖更为宽广的区域。 因 此, 如何提升无线电信号功放的效率将变得非常重 要。

在现有技术中, outphasing Modulation ( outphasing Modulation, 异相相位 调制) 功放领域中的 Chireix ( Chireix, 希莱克斯)合路器, 是釆用对称功放 的方式对无线电信号进行功率放大,即将一路 原始输入信号分解为两路等幅异 相的信号, 再分别对两路等幅异相的信号进行功率放大, 最后再进行合路。 由 于现有技术只能对两路等幅异相的信号进行合 路,所以在一定程度上限制了功 放的应用, 并且在大功率, 高峰均比的信号情况下, 功放的效率将会受到一定 限制。 发明内容

本发明实施例提供一种功率放大的方法以及设 备,可以提高无线电信号功 放的效率。

本发明第一方面提供了一种基于异相相位调制 功放的功率放大设备,包括: 信号分解器、 至少两个功率放大器、 非隔离合路器;

所述信号分解器通过所述至少两个功率放大器 与所述非隔离合路器连接; 所述信号分解器,用于将所述原始输入信号分 解为至少两个幅度不等的分 解信号;

所述至少两个功率放大器, 用于将对应的分解信号功率放大,得到功率放 大后的分解信号, 其中, 所述功率放大器的个数与所述分解信号的个数 相同; 所述非隔离合路器, 用于对各个功率放大后的分解信号进行合成, 以得到 功率放大后的输出信号,所述非隔离合路器包 括可实现不等幅的矢量合成公式 的电路。

在第一种可能的实现方式中,

当所述功率放大器的个数大于或等于三个时, 所述信号分解器, 具体用于 根据预设的至少三个互不相等的幅度固定值以 及第一信号分解公式将原始输 入信号分解为至少三个幅度不等的分解信号;

其中, 各个分解信号的幅度分别与各个幅度固定值一 一对应相等; 其中,所述至少三个幅度不等的分解信号的相 位是根据所述至少三个互不 相等的幅度固定值和所述第一信号分解公式计 算得到。

结合第一方面, 或第一方面的第一种可能的实现方式,在第二 种可能的实 现方式中,

当所述功率放大器的个数为两个时, 所述信号分解器, 具体用于当检测到 原始输入信号的幅度处于第一幅度区域时,根 据预设的两个互不相等的幅度固 定值以及第一信号分解公式将原始输入信号分 解为两个幅度不等的分解信号; 其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值— —对应相等; 其中 ,所述两个幅度不等的分解信号的相位是根据 述两个互不相等的幅 度固定值和所述第一信号分解公式计算得到。

结合第一方面, 或第一方面的第一种可能的实现方式, 或第一方面的第二 种可能的实现方式, 在第三种可能的实现方式中,

当所述功率放大器的个数为两个时, 所述信号分解器, 具体用于当检测到 原始输入信号的幅度处于第二幅度区域时,根 据原始输入信号的相位、预设的 两个互不相等的幅度固定值以及第二信号分解 公式,将原始输入信号分解为两 个幅度不等的分解信号;

其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值— —对应相等; 其中一个分解信号的相位与所述原始输入信号 的相位相同,另一个分解信 号的相位与所述原始输入信号的相位相反。

结合第一方面, 或第一方面的第一种可能的实现方式, 或第一方面的第二 种可能的实现方式, 或第一方面的第三种可能的实现方式,在第四 种可能的实 现方式中,

当所述功率放大器的个数为两个时, 所述信号分解器,还用于当检测到原 始输入信号的幅度处于第二幅度区域时,根据 预设的两个互不相等的幅度固定 值以及第三信号分解公式将原始输入信号分解 为两个幅度相等的分解信号; 其中,两个分解信号的幅度均等于所述两个互 不相等的幅度固定值中最小 的幅度固定值;

其中 ,所述两个幅度相等的分解信号的相位是根据 述最小的幅度固定值 和所述第三信号分解公式计算得到。

结合第一方面, 或第一方面的第一种可能的实现方式, 或第一方面的第二 种可能的实现方式, 或第一方面的第三种可能的实现方式, 或第一方面的第四 种可能的实现方式, 在第五种可能的实现方式中, 还包括: 至少两个数字信号 转换放大器;

所述至少两个数字信号转换放大器分别与所述 信号分解器和所述至少两 个功率放大器连接,所述数字信号转换放大器 的个数与所述功率放大器的个数 相同;

所述至少两个数字信号转换放大器,用于对所 述信号分解器分解出的各个 分解信号进行数模转换、 变频以及放大, 再将数模转换、 变频以及放大后的分 解信号发送至所述至少两个功率放大器;

所述至少两个功率放大器, 具体用于将对应的数模转换、 变频以及放大后 的分解信号进行功率放大, 得到功率放大后的分解信号。

结合第一方面, 或第一方面的第一种可能的实现方式, 或第一方面的第二 种可能的实现方式, 或第一方面的第三种可能的实现方式, 或第一方面的第四 种可能的实现方式, 或第一方面的第五种可能的实现方式,在第六 种可能的实 现方式中,

所述非隔离合路器是通过釆用微带、 电桥、耦合器、 巴伦中的任意一种形 式实现的。 本发明第二方面提供了一种基于异相相位调制 功放的功率放大方法,包括: 将所述原始输入信号分解为至少两个幅度不等 的分解信号;

通过至少两个功率放大器将对应的分解信号功 率放大,得到功率放大后的 分解信号, 其中, 所述功率放大器的个数与所述分解信号的个数 相同;

通过非隔离合路器对各个功率放大后的分解信 号进行合成,以得到功率放 大后的输出信号,所述非隔离合路器包括可实 现不等幅的矢量合成公式的电路。

在第一种可能的实现方式中,所述将所述原始 输入信号分解为至少两个幅 度不等的分解信号, 包括:

当所述功率放大器的个数大于或等于三个时, 根据预设的至少三个互不相 等的幅度固定值以及第一信号分解公式将原始 输入信号分解为至少三个幅度 不等的分解信号;

其中, 各个分解信号的幅度分别与各个幅度固定值一 一对应相等; 其中,所述至少三个幅度不等的分解信号的相 位是根据所述至少三个互不 相等的幅度固定值和所述第一信号分解公式计 算得到。

结合第二方面,在第二种可能的实现方式中, 所述将所述原始输入信号分 解为至少两个幅度不等的分解信号, 包括:

当所述功率放大器的个数为两个,且检测到原 始输入信号的幅度处于第一 幅度区域时,根据预设的两个互不相等的幅度 固定值以及第一信号分解公式将 原始输入信号分解为两个幅度不等的分解信号 ;

其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值— —对应相等; 其中 ,所述两个幅度不等的分解信号的相位是根据 述两个互不相等的幅 度固定值和所述第一信号分解公式计算得到。

结合第二方面,在第三种可能的实现方式中, 所述将所述原始输入信号分 解为至少两个幅度不等的分解信号, 包括:

当所述功率放大器的个数为两个,且检测到原 始输入信号的幅度处于第二 幅度区域时,根据原始输入信号的相位、预设 的两个互不相等的幅度固定值以 及第二信号分解公式, 将原始输入信号分解为两个幅度不等的分解信 号; 其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值— —对应相等; 其中一个分解信号的相位与所述原始输入信号 的相位相同,另一个分解信 号的相位与所述原始输入信号的相位相反。

结合第二方面,在第四种可能的实现方式中, 所述将所述原始输入信号分 解为至少两个幅度不等的分解信号, 包括:

当所述功率放大器的个数为两个,且检测到原 始输入信号的幅度处于第二 幅度区域时,根据预设的两个互不相等的幅度 固定值以及第三信号分解公式将 原始输入信号分解为两个幅度相等的分解信号 ;

其中,两个分解信号的幅度均等于所述两个互 不相等的幅度固定值中最小 的幅度固定值;

其中 ,所述两个幅度相等的分解信号的相位是根据 述最小的幅度固定值 和所述第三信号分解公式计算得到。

结合第二方面, 或第二方面的第一种可能的实现方式, 或第二方面的第二 种可能的实现方式, 或第二方面的第三种可能的实现方式, 或第二方面的第四 种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式 中, 所述通过至少两个功率放大 器将对应的分解信号功率放大, 得到功率放大后的分解信号, 包括:

通过至少两个数字信号转换放大器对各个分解 信号进行数模转换、变频以 及放大,再将数模转换、 变频以及放大后的分解信号发送至所述至少两 个功率 放大器;

通过所述至少两个功率放大器将对应的数模转 换、变频以及放大后的分解 信号进行功率放大, 得到功率放大后的分解信号;

其中, 所述数字信号转换放大器的个数与所述功率放 大器的个数相同。 结合第二方面, 或第二方面的第一种可能的实现方式, 或第二方面的第二 种可能的实现方式, 或第二方面的第三种可能的实现方式, 或第二方面的第四 种可能的实现方式, 或第二方面的第五种可能的实现方式,在第六 种可能的实 现方式中,

所述非隔离合路器是通过釆用微带、 电桥、耦合器、 巴伦中的任意一种形 式实现的。

由上可见,本发明实施例通过将原始输入信号 分解为至少两个幅度不等的 分解信号, 可以扩大功放的使用范围, 并且由于分解信号间的幅度不等, 所以 就有功率大小不同的功放的配合,即可以对功 率大小不同的分解信号进行合路, 使得整体功放的效率提升。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案,下面将对实施 例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易 见地, 下面描述中的附图仅仅是 本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人 员来讲,在不付出创造性劳动的 前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明实施例提供的一种功率放大设备的 构示意图;

图 2为本发明实施例提供的一种功率放大设备的 放结果仿真图; 图 3为本发明实施例提供的另一种功率放大设备 结构示意图;

图 4为本发明实施例提供的一种功率放大方法的 程示意图;

图 5为本发明实施例提供的另一种功率放大方法 流程示意图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明 实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。

请参见图 1 , 为本发明实施例提供的一种功率放大设备 1 的结构示意图, 所述功率放大设备 1 可以包括: 信号分解器 10、 至少两个功率放大器、 非隔 离合路器 30。 其中, 图 1中以两个功率放大器为例, 分别为功率放大器 21以 及功率放大器 22。

所述信号分解器 10通过所述至少两个功率放大器与所述非隔离 路器 30 连接;

所述信号分解器 10, 用于将所述原始输入信号分解为至少两个幅度 不等 的分解信号;

所述至少两个功率放大器, 用于将对应的分解信号功率放大,得到功率放 大后的分解信号, 其中, 所述功率放大器的个数与所述分解信号的个数 相同; 所述非隔离合路器 30 , 用于对各个功率放大后的分解信号进行合成, 以 得到功率放大后的输出信号,所述非隔离合路 器包括可实现不等幅的矢量合成 公式的电路;

具体的, 在图 1 中, 所述原始输入信号通过 A端口输入到所述信号分解 器 10, 所述信号分解器 10的输出端分别连接功率放大器 21的输入端和功率 放大器 22的输入端, 所述功率放大器 21的输出端和所述功率放大器 22的输 出端分别连接到所述非隔离合路器 30的输入端,所述非隔离合路器 30在合成 后得到功率放大后的输出信号, 所述功率放大后的输出信号从 B 端口输出。 其中, 两个功率放大器的功放状态可以互不相同, 所述功放状态可以指偏置电 压或工作电压,即所述功率放大器 21和所述功率放大器 22的偏置电压或工作 电压互不相同。 例如, 所述信号分解器 10分解出的两路分解信号之间的功率 大小比值为 5: 1 , 此时, 为了功放效率达到最好, 可以通过两个功放状态不同 的功率放大器对两路分解信号进行放大,且使 放大后的两路分解信号之间的功 率大小比值变为 2: 1 , 使得在合成功率大小比值变为 2: 1的两路分解信号时, 功放效率达到最好。 当然, 若所述信号分解器 10分解出的两路分解信号之间 的功率大小比值已经为 2: 1时, 则两个功率放大器的功放状态可以相同。

其中, 所述信号分解器 10, 具体可以用于当检测到原始输入信号的幅度 处于第一幅度区域时,根据预设的两个互不相 等的幅度固定值以及预设的第一 信号分解公式将原始输入信号分解为两个幅度 不等的分解信号;

其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值— —对应相等; 其中 ,所述两个幅度不等的分解信号的相位是根据 述两个互不相等的幅 度固定值和所述第一信号分解公式计算得到; 具体的, 如图 1所示, 所述信号分解器 10将原始输入信号分解为两路分 解信号, 此时, 可以预设两个幅度固定值 Si和 s 2 , 设定原始输入信号为矢量 V,其中,矢量 V的幅度 I V I Si+S^所述第一幅度区域为 S r S 2 ≤ I V I <S!+S 2 其中 其中, β 为幅度是 Si的分解信号的相位角, Θ为幅度是 S 2 的分解信号的相位角。 所述 信号分解器 10将原始输入信号分解得到的两路分解信号的 度分别为 S^o S 2 并由于两路分解信号的约束关系为 S lS in ( β ) = S 2 sin ( Θ ), 所以再根据已知参 H S 1 ¾ S 2 以及所述第一信号分解公式即可计算出 β和 Θ的角度, 即计算得 到两路分解信号的相位, 以便于后续进行信号合成。 在所述功率放大器 21和 功率放大器 22分别对两路分解信号进行功率放大后, 其中一个分解信号的幅 度 S ^变大为 s„, 另一个分解信号的幅度 s 2 将变大为 s 22 , 此时, 所述非隔 离合路器 30 可以根据公式: V放大 = 8„ +8 22 ,计算出放大后的矢量 V放大, 即合成出放大后的矢量 V , 所述 V 为所述功率放大后的输出信号。

另外, 所述信号分解器 10, 还用于当检测到原始输入信号的幅度处于第 二幅度区域时,根据原始输入信号的相位、预 设的两个互不相等的幅度固定值 以及第二信号分解公式, 将原始输入信号分解为两个幅度不等的分解信 号; 其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值— —对应相等; 其中一个分解信号的相位与所述原始输入信号 的相位相同,另一个分解信 号的相位与所述原始输入信号的相位相反;

具体的, 如图 1所示, 所述信号分解器 10将原始输入信号分解为两路分 解信号, 此时, 可以预设两个幅度固定值 Si和 s 2 , 设定原始输入信号为矢量 V, 其中, 矢量 V的幅度 I V I 所述第二幅度区域为 0≤ I V I≤s r s 2 , 其中, S!>S 2 , 所述第二信号分解公式为: V=a ( S!-S 2 X ^+e^, α为所述第 二信号分解公式的变量值, φ为矢量 V的相位角。 所述信号分解器 10将原始 输入信号分解得到的两路分解信号的幅度分别 为 S 2 , 幅度为 Si的分解信 号所对应的相位角为 φ, 幅度为 S 2 的分解信号所对应的相位角为 -φ。根据已知 参数 S 2 、 φ以及 V, 可以计算出变量值 α。 在所述功率放大器 21对幅度为 Si的分解信号进行功率放大,且所述功率放大 22对幅度为 S 2 的分解信号进 行功率放大后, 其中一个分解信号的幅度 变大为 S„, 另一个分解信号的 幅度 S 2 将变大为 S 22 , 所述非隔离合路器 30可以根据公式:

V放大 =a ( S„-S 22 )( +ε )/2, 计算出放大后的矢量 V 放大, 即合成出放大 后的矢量 V ^, 所述 为所述功率放大后的输出信号。

另外, 所述信号分解器 10, 还用于当检测到原始输入信号的幅度处于第 二幅度区域时,根据预设的两个互不相等的幅 度固定值以及第三信号分解公式 将原始输入信号分解为两个幅度相等的分解信 号;

其中,两个分解信号的幅度均等于所述两个互 不相等的幅度固定值中最小 的幅度固定值;

其中 ,所述两个幅度相等的分解信号的相位是根据 述最小的幅度固定值 和所述第三信号分解公式计算得到;

具体的, 如图 1所示, 所述信号分解器 10将原始输入信号分解为两路分 解信号, 此时, 可以预设两个幅度固定值 Si和 s 2 , 设定原始输入信号为矢量 V, 其中, 矢量 V的幅度 I V I 所述第二幅度区域为 0≤ I V I≤s r s 2 , 其中, 所述第三信号分解公式为: V= S 2 ( ), 其中, Θ和 -Θ分别 为两路分解信号的相位角。 此时, 所述信号分解器 10将原始输入信号分解为 幅度均等于 S 2 的两路分解信号, 再根据已知参 ¾ V、 S 2 以及所述第三信号分 解公式可以计算出 Θ和 -Θ的角度, 即计算得到两路分解信号的相位, 以便于进 行后续的信号合成。此时, 所分解得到的两路分解信号为等幅异相的两路 分解 信号。在所述功率放大器 21和功率放大器 22分别对两路分解信号进行功率放 大后, 两路分解信号的幅度将由 S 2 变为 S 22 , 所述非隔离合路器 30可以根据 公式: V 放 ), 计算出放大后的矢量 V , 即合成出放大后的矢 量 V ^, 所述 为所述功率放大后的输出信号。

进一步的, 再请参见图 2, 为本发明实施例提供的一种功率放大设备 1的 功放结果仿真图,曲线 a是本发明实施例所提供的功率放大设备 1的功放结果 仿真图,曲线 b是现有技术中的基于 Chireix合路器的功放结果仿真图,其中, 横坐标为功放的输出功率, 纵坐标为功放效率, 由图 2可见, 本发明实施例所 提供的功率放大设备 1的功放效率整体上都要优于基于 Chireix合路器的功放 效率。

具体的, 本发明实施例提供的所述非隔离合路器 30相比于现有技术中的 Chireix合路器, 所述非隔离合路器 30中增加了可实现不等幅的矢量合成公式 的电路,使得可以不再限制于对等幅的分解信 号的合成, 本发明实施例的所述 非隔离合路器 30既可以对等幅的分解信号进行合成, 还可以对不等幅的分解 信号进行合成,从而扩大了 outphasing功放的使用范围,进一步提升功放效 。 例如, 在小功率范围时, 功率小的功放为主, 相对于两个等功率的功放来说, 同样输出功率情况下, 小功率功放的回退小, 因此功放效率要高。 同时, 在合 路时产生的功放阻抗在有源负载牵引原理下, 可以达到高效率的阻抗, 而且在 功率放大后的两路分解信号之间的功率大小比 值为某种比例时, 例如为 2: 1 , 可以使功放达到最好的效率, 从而进一步提高功放效率。

当分解出两路分解信号时,所述非隔离合路器 30可以合成两路分解信号, 此时,所述非隔离合路器 30可以包括两个输入端口、微带电路以及输出 口。 两个输入端口分别接收其中一路功率放大后的 分解信号,并将功率放大后的分 解信号传输至微带电路,再由微带电路对两路 功率放大后的分解信号进行合成, 得到功率放大后的合成信号,最后由输出端口 将所述功率放大后的合成信号输 出。其中,所述微带电路可以包含直线微带、 折线微带、突变宽度的微带等等。

当然, 本发明实施例提供的所述非隔离合路器 30除了以微带形式实现, 还可以通过釆用电桥、 耦合器、 巴伦中的任意一种形式实现。

由上可见,本发明实施例通过将原始输入信号 分解为至少两个幅度不等的 分解信号, 可以扩大功放的使用范围, 并且由于分解信号间的幅度不等, 所以 就有功率大小不同的功放的配合,即可以对功 率大小不同的分解信号进行合路, 使得整体功放的效率提升。

再请参见图 3 , 为本发明实施例提供的另一种功率放大设备 1的结构示意 图, 所述功率放大设备 1可以包括上述图 1对应实施例中的信号分解器 10、 功率放大器 21、 功率放大器 22、 非隔离合路器 30, 进一步的, 所述功率放大 设备 1还可以包括至少两个数字信号转换放大器, 3中以两个数字信号转换 放大器为例。

所述至少两个数字信号转换放大器分别与所述 信号分解器 10和所述至少 两个功率放大器连接,所述数字信号转换放大 器的个数与所述功率放大器的个 数相同;

所述至少两个数字信号转换放大器, 用于对所述信号分解器 10分解出的 各个分解信号进行数模转换、 变频以及放大, 再将数模转换、 变频以及放大后 的分解信号发送至所述至少两个功率放大器;

所述至少两个功率放大器, 具体用于将对应的数模转换、 变频以及放大后 的分解信号进行功率放大, 得到功率放大后的分解信号。

具体的, 在图 3中, 所述信号分解器 10的输出端分别连接数字信号转换 放大器 41的输入端和数字信号转换放大器 42的输入端,数字信号转换放大器 41的输出端与功率放大器的输入端连接, 数字信号转换放大器 42的输入端与 功率放大器的输入端连接,功率放大器 21的输出端和功率放大器 22的输出端 分别连接至非隔离合路器 30的输入端。所述数字信号转换放大器 41和所述数 字信号转换放大器 42可以分别对其中一路分解信号进行数模转换 变频以及 放大, 所述数字信号转换放大器 41将数模转换、 变频以及放大后的其中一路 分解信号传至功率放大器 21 , 同时所述数字信号转换放大器 42将数模转换、 变频以及放大后的其中另一路分解信号传至功 率放大器 22 , 此时, 所述功率 放大器 21和所述功率放大器 22可以分别对数模转换、变频以及放大后的分 信号进行功率放大。 其中, 所述信号分解器 10、 所述功率放大器 21、 所述功 率放大器 22以及所述非隔离合路器 30的结构和原理均可以参见上述图 1所对 应的实施例, 这里不再进行赞述。

进一步的, 本发明实施例提供的所述信号分解器 10可以分解出 3个乃至 更多的分解信号,数字信号转换放大器和功率 放大器的数量分别都与分解信号 的数量相等,所述非隔离合路器 30可以对 3个乃至更多的分解信号进行合成; 具体的, 当所述功率放大器的个数大于或等于三个时, 所述信号分解器, 具体用于根据预设的至少三个互不相等的幅度 固定值以及第一信号分解公式 将原始输入信号分解为至少三个幅度不等的分 解信号;

其中, 各个分解信号的幅度分别与各个幅度固定值一 一对应相等; 其中,所述至少三个幅度不等的分解信号的相 位是根据所述至少三个互不 相等的幅度固定值和所述第一信号分解公式计 算得到;

具体的,所述信号分解器 10将原始输入信号分解为 N路分解信号,此时, 可以预设 N个幅度固定值 S 2 、 S 3 ... ... S N , 设定原始输入信号为矢量 V, 其 中,所述第一信号分解公式可以为: V= S 1 e ipi +S 2 e ip2 +S 3 e ip3 + ... ... + ,其中, βΐ为幅度是 Si的分解信号的相位角, β2为幅度是 S 2 的分解信号的相位角, βΝ 为幅度是 S N 的分解信号的相位角。所述信号分解器 10将原始输入信号分解得 到的 N路分解信号的幅度分别为 S 2 、 S 3 ... ... S N , 并由于 N路分解信号的 约束关系为 S in ( βΐ ) +S 2 sin ( β2 ) +S 3 sin ( β3 ) + ... ... + S N sin ( βΝ ) =0 , 所 以再根据已知参数 V、 s 1 ¾ s 2 、 s 3 ... ... S N 以及所述第一信号分解公式即可计算 出 β1、 β2、 β3 ... ... βΝ的角度, 即计算得到 Ν路分解信号的相位, 以便于后续 进行信号合成。在至少三个功率放大器分别对 Ν路分解信号进行功率放大后, 使得各分解信号的幅度 变大为 S„、 S 2 变大为 S 22 、 S 3 变大为 S 33 8^^变 大为 SNN , 此时, 所述非隔离合路器 30 可以根据公式: V 放 大 = S 11 e ipi +S 22 e ip2 +S 33 i|33 + ... ... + S m ^ , 计算出放大后的矢量 V 放大, 即合成出放 大后的矢量 V ^, 所述 为所述功率放大后的输出信号。

由上可见,本发明实施例通过将原始输入信号 分解为至少两个幅度不等的 分解信号, 可以扩大功放的使用范围, 并且由于分解信号间的幅度不等, 所以 就有功率大小不同的功放的配合,即可以对功 率大小不同的分解信号进行合路, 使得整体功放的效率提升。

请参见图 4 , 为本发明实施例提供的一种功率放大方法的流 程示意图, 所 述方法可以包括:

S101 , 将所述原始输入信号分解为至少两个幅度不等 的分解信号; 具体的,通过信号分解器可以将所述原始输入 信号分解为至少两个幅度不 等的分解信号。 当功率放大器的个数大于或等于三个时, 即要分解出大于或等 于三个分解信号时,可以根据预设的至少三个 互不相等的幅度固定值以及第一 信号分解公式将原始输入信号分解为至少三个 幅度不等的分解信号; 其中,各 个分解信号的幅度分别与各个幅度固定值一一 对应相等; 其中, 所述至少三个 幅度不等的分解信号的相位是根据所述至少三 个互不相等的幅度固定值和所 述第一信号分解公式计算得到。例如, 所述信号分解器将原始输入信号分解为 N路分解信号, 此时, 可以预设 N个幅度固定值 S 2 、 S 3 ... ... S N , 设定原始 输入信号为矢量 V , 其中, 所述第一信号分解公式可以为: V= S 1 e ipi +S 2 e ip2 +S 3 e ip3 + ... ... + S^ ,其中, βΐ为幅度是 的分解信号的相位角, β2为幅度是 S 2 的分解信号的相位角, βΝ为幅度是 S N 的分解信号的相位角。 所述信号分解器 10将原始输入信号分解得到的 N路分解信号的幅度分别为 Si S 2 、 S 3 ... ... S N , 并由于 N路分解信号的约束关系为 S lS in ( βΐ ) +S 2 sin ( β2 )

+S 3 sin ( β3 ) + ... ... + S N sin ( pN ) =0, 所以再根据已知参数 V、 S 1 ¾ S 2 、 S 3 ... ... S N 以及所述第一信号分解公式即可计算出 β1、 β2、 β3... ... βΝ的角度, 即计算得 到 Ν路分解信号的相位, 以便于后续进行信号合成。

当所述功率放大器的个数为两个,且检测到原 始输入信号的幅度处于第一 幅度区域时,可以根据预设的两个互不相等的 幅度固定值以及第一信号分解公 式将原始输入信号分解为两个幅度不等的分解 信号; 其中, 两个分解信号的幅 度分别与两个幅度固定值——对应相等; 其中, 所述两个幅度不等的分解信号 的相位是根据所述两个互不相等的幅度固定值 和所述第一信号分解公式计算 得到。 例如, 所述信号分解器将原始输入信号分解为两路分 解信号, 此时, 可 以预设两个幅度固定值 Si和 S 2 , 设定原始输入信号为矢量 V, 其中, 矢量 V 的幅度 I V I

此时, 所述第一信号分解公式可以为: V= 其中, β为幅度是 Si的 分解信号的相位角, Θ为幅度是 S 2 的分解信号的相位角。 所述信号分解器 10 将原始输入信号分解得到的两路分解信号的幅 度分别为 S^。 S 2 , 并由于两路 分解信号的约束关系为 S lS in ( β ) = S 2 sin ( Θ ), 所以再根据已知参数 V、 S 1 ¾ S 2 以及所述第一信号分解公式即可计算出 β和 Θ的角度,即计算得到两路分解 信号的相位, 以便于后续进行信号合成。

当所述功率放大器的个数为两个,且检测到原 始输入信号的幅度处于第二 幅度区域时,根据原始输入信号的相位、预设 的两个互不相等的幅度固定值以 及第二信号分解公式,将原始输入信号分解为 两个幅度不等的分解信号;其中, 两个分解信号的幅度分别与两个幅度固定值— —对应相等;其中一个分解信号 的相位与所述原始输入信号的相位相同,另一 个分解信号的相位与所述原始输 入信号的相位相反。例如, 所述信号分解器将原始输入信号分解为两路分 解信 号, 此时, 可以预设两个幅度固定值 Si和 S 2 , 设定原始输入信号为矢量 V, 其中, 矢量 V的幅度 I V I 所述第二幅度区域为 0≤ I V I≤s r s 2 , 其 中, S!>S 2 , 所述第二信号分解公式为: α为所述第二 信号分解公式的变量值, φ为矢量 V的相位角。 所述信号分解器 10将原始输 入信号分解得到的两路分解信号的幅度分别为 S S 2 , 幅度为 Si的分解信号 所对应的相位角为 φ, 幅度为 S 2 的分解信号所对应的相位角为 -φ。根据已知参 数 S 2 、 φ以及 V, 可以计算出变量值 α, 以便于后续进行信号合成。

当所述功率放大器的个数为两个,且检测到原 始输入信号的幅度处于第二 幅度区域时,根据预设的两个互不相等的幅度 固定值以及第三信号分解公式将 原始输入信号分解为两个幅度相等的分解信号 ; 其中, 两个分解信号的幅度均 等于所述两个互不相等的幅度固定值中最小的 幅度固定值; 其中, 所述两个幅 度相等的分解信号的相位是根据所述最小的幅 度固定值和所述第三信号分解 公式计算得到。 例如, 所述信号分解器将原始输入信号分解为两路分 解信号, 此时,可以预设两个幅度固定值 Si和 S 2 ,设定原始输入信号为矢量 V,其中, 矢量 V的幅度 I V I Si+S^所述第二幅度区域为 0≤ I V I≤S r S 2 ,其中, 所述第三信号分解公式为: V= S 2 ( d e- ), 其中, Θ和 -Θ分别为两路分解信 号的相位角。 此时, 所述信号分解器 10将原始输入信号分解为幅度均等于 S 2 的两路分解信号,再根据已知参 ¾ V、 S 2 以及所述第三信号分解公式可以计算 出 Θ和 -Θ的角度, 即计算得到两路分解信号的相位, 以便于进行后续的信号合 成。

5102,通过至少两个功率放大器将对应的分解信 功率放大,得到功率放 大后的分解信号, 其中, 所述功率放大器的个数与所述分解信号的个数 相同; 具体的, 功率放大器之间的功放状态可以互不相同, 所述功放状态可以指 偏置电压或工作电压,即所述至少两个功率放 大器之间的偏置电压或工作电压 互不相同。例如, 当信号分解器分解出的两路分解信号之间的功 率大小比值为 5: 1时, 为了功放效率达到最好, 可以通过两个功放状态不同的功率放大器对 两路分解信号进行放大,且使放大后的两路分 解信号之间的功率大小比值变为 2: 1 ,使得在合成功率大小比值变为 2: 1的两路分解信号时,功放效率达到最好。 当然, 若所述信号分解器分解出的两路分解信号之间 的功率大小比值已经为 2: 1时, 则两个功率放大器的功放状态可以相同。

5103 ,通过非隔离合路器对各个功率放大后的分解 号进行合成, 以得到 功率放大后的输出信号,所述非隔离合路器包 括可实现不等幅的矢量合成公式 的电路;

具体的, 所述非隔离合路器可以通过 S101步骤中所描述的第一信号分解 公式, 或第二信号分解公式, 或第三信号分解公式对各个功率放大后的分解 信 号进行合成, 以得到功率放大后的输出信号, 具体的合成过程可以参见上述图

1和上述图 3对应实施例中所描述的非隔离合路器 30, 这里不再进行赞述。

本发明实施例提供的所述非隔离合路器相比于 现有技术中的 Chireix合路 器, 所述非隔离合路器中增加了可实现不等幅的矢 量合成公式的电路,使得可 以不再限制于对等幅的分解信号的合成,本发 明实施例的所述非隔离合路器既 可以对等幅的分解信号进行合成,还可以对不 等幅的分解信号进行合成,从而 扩大了 outphasing功放的使用范围, 进一步提升功放效率。 例如, 在小功率范 围时, 功率小的功放为主, 相对于两个等功率的功放来说, 同样输出功率情况 下, 小功率功放的回退小, 因此功放效率要高。 同时, 在合路时产生的功放阻 抗在有源负载牵引原理下, 可以达到高效率的阻抗, 而且在功率放大后的两路 分解信号之间的功率大小比值为某种比例时, 例如为 2: 1 , 可以使功放达到最 好的效率, 从而进一步提高功放效率。

当分解出两路分解信号时, 所述非隔离合路器可以合成两路分解信号, 此 时, 所述非隔离合路器可以包括两个输入端口、 微带电路以及输出端口。 两个 输入端口分别接收其中一路功率放大后的分解 信号,并将功率放大后的分解信 号传输至微带电路,再由微带电路对两路功率 放大后的分解信号进行合成,得 到功率放大后的合成信号,最后由输出端口将 所述功率放大后的合成信号输出。 其中, 所述微带电路可以包含直线微带、 折线微带、 突变宽度的微带等等。

当然,本发明实施例提供的所述非隔离合路器 除了以微带形式实现,还可 以通过釆用电桥、 耦合器、 巴伦中的任意一种形式实现。

由上可见,本发明实施例通过将原始输入信号 分解为至少两个幅度不等的 分解信号, 可以扩大功放的使用范围, 并且由于分解信号间的幅度不等, 所以 就有功率大小不同的功放的配合,即可以对功 率大小不同的分解信号进行合路, 使得整体功放的效率提升。

再请参见图 5 , 为本发明实施例提供的另一种功率放大方法的 流程示意图, 所述方法可以包括:

5201 , 将所述原始输入信号分解为至少两个幅度不等 的分解信号;

5202, 通过至少两个数字信号转换放大器对各个分解 信号进行数模转换、 变频以及放大,再将数模转换、 变频以及放大后的分解信号发送至所述至少两 个功率放大器;

5203 ,通过所述至少两个功率放大器将对应的数模 换、 变频以及放大后 的分解信号进行功率放大, 得到功率放大后的分解信号;

具体的, 所述数字信号转换放大器的个数与所述功率放 大器的个数相同。 以两个数字信号转换放大器为例,两个数字信 号转换放大器可以分别对其中一 路分解信号进行数模转换、 变频以及放大, 其中一个数字信号转换放大器将数 模转换、 变频以及放大后的其中一路分解信号传至其中 一个功率放大器, 同时 另一个数字信号转换放大器将数模转换、变频 以及放大后的其中另一路分解信 号传至另一个功率放大器, 此时, 两个功率放大器可以分别对数模转换、 变频 以及放大后的分解信号进行功率放大, 以得到功率放大后的分解信号。

S204,通过非隔离合路器对各个功率放大后的分 信号进行合成, 以得到 功率放大后的输出信号,所述非隔离合路器包 括可实现不等幅的矢量合成公式 的电路;

其中, S201步骤的具体实现方式可以参见上述图 1对应实施例中的 S 101 , S204步骤的具体实现方式可以参见上述图 1对应实施例中的 S103 , 这里不再 进行赘述。

由上可见,本发明实施例通过将原始输入信号 分解为至少两个幅度不等的 分解信号, 可以扩大功放的使用范围, 并且由于分解信号间的幅度不等, 所以 就有功率大小不同的功放的配合,即可以对功 率大小不同的分解信号进行合路, 使得整体功放的效率提升。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例 方法中的全部或部分流程, 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完 成,所述的程序可存储于一计算 机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包 括如上述各方法的实施例的流程。 其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读 存储记忆体(Read-Only Memory, ROM )或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM )等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当 然不能以此来限定本发明之 权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同 变化,仍属本发明所涵盖的范围。