CN114513173B - 一种射频功率放大器及其应用 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种射频功率放大器，包括：输入功分器，用于对射频输入信号进行功率分配，输出第一射频信号及第二射频信号；第一信号放大器，用于放大第一射频信号的功率，得到功率放大后的第一射频信号；第一定向耦合器，用于对第二射频信号进行耦合处理，得到直通射频信号和耦合射频信号；第二信号放大器，用于放大直通射频信号和耦合射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号和耦合射频信号；IPD模块，用于对功率放大后的直通射频信号进行相位调整，并对相位调整后的直通射频信号、功率放大后的耦合射频信号及功率放大后的第一射频信号进行功率合成，输出射频输出信号。本公开还提供了一种射频功率放大器的应用。

Description

一种射频功率放大器及其应用
技术领域
本公开涉及功率放大器技术领域，具体涉及一种射频功率放大器及其应用。
背景技术
功率放大器(功放)作为射频前端当中的对信号进行放大的关键器件，其在通信收发机中发挥着极其重要的作用，当前功率放大器的主要设计难点在于如何实现宽带高效的性能指标。高效指标的难点主要在于现代通信标准为了获得较高的频率利用率，通常会使用高峰均比(PAPR)的高阶调制信号，因此需要在高回退范围内仍能够实现高效率。
而传统的AB类线性功率放大器仅能在饱和功率附近获得高效率，无法满足当前高回退的需求，针对这个问题当前解决的思路主要包括两大类，分别是基于负载调制原理的Doherty和负载平衡功率放大器(Load Modulated BalancedAmplifier，LMBA)架构以及基于电压调制原理的包络跟踪技术(ET)，包络跟踪技术主要通过对输入信号的包络进行提取来自适应的调整功放的供电电压，然而这项技术受到电源调制带宽的影响，难以适应当前宽带调制信号的需求。Doherty架构是当前广泛采用的功放架构，然而受到输出匹配网络四分之一波长线的影响，带宽仍然受到一定的限制。针对以上两种高效架构存在的问题，需提出一种LMBA的功放架构可以在很宽的带宽范围内实现高回退效率。
发明内容
为了解决现有技术中上述问题，本公开提供了一种射频功率放大器及其应用，旨在实现高性能射频LMBA功率放大器。
本公开的第一个方面提供了一种射频功率放大器，包括：输入功分器，用于对射频输入信号进行功率分配，输出第一射频信号及第二射频信号；第一信号放大器，其输入端与输入功分器的第一输出端连接，用于放大第一射频信号的功率，得到功率放大后的第一射频信号；第一定向耦合器，其第一输入端与输入功分器的第二输出端连接，第二输入端通过负载电阻接地，用于对第二射频信号进行耦合处理，得到直通射频信号和耦合射频信号；第二信号放大器，其第一输入端与第一定向耦合器的第一输出端连接，第二输入端与第一定向耦合器的第二输出端连接，用于放大直通射频信号和耦合射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号和耦合射频信号；IPD模块，其第一输入端与第二信号放大器的第一输出端连接，第二输入端与第二信号放大器的第二输出端连接，第三输入端与第一信号放大器的输出端连接，用于对功率放大后的直通射频信号进行相位调整，并对相位调整后的直通射频信号、功率放大后的耦合射频信号及功率放大后的第一射频信号进行功率合成，输出射频输出信号。
进一步地，IPD模块包括：第一OMN模块，其输入端与第二信号放大器的第一输出端连接，用于对功率放大后的直通射频信号进行负载共轭匹配；第二OMN模块，其输入端与第二信号放大器的第二输出端连接，用于对功率放大后的耦合射频信号进行负载共轭匹配；第三OMN模块，其输入端与第一信号放大器的输出端连接，用于对功率放大后的第一射频信号进行负载共轭匹配；第二定向耦合器，其第一、第二及第三输入端分别与第一OMN模块、第二OMN模块及第三OMN模块的输出端连接，用于对第一OMN模块、第二OMN模块及第三OMN模块的输出信号进行进行功率合成，输出射频输出信号。
进一步地，IPD模块与第一信号放大器和第二信号放大器分别通过键合线连接。
进一步地，第二信号放大器包括：第一功放平衡器，其输入端与第一定向耦合器的第一输出端连接，用于放大直通射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号；第二功放平衡器，其输入端与第一定向耦合器的第二输出端连接，用于放大耦合射频信号的功率，得到功率放大后的耦合射频信号。
进一步地，第一功放平衡器，其输入端与第一定向耦合器的第一输出端连接，用于放大耦合射频信号的功率，得到功率放大后的耦合射频信号；第二功放平衡器，其输入端与第一定向耦合器的第二输出端连接，用于放大直通射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号。
进一步地，第一信号放大器为功放调节器。
进一步地，该射频功率放大器的工作状态包括：回退区或非回退区；其中，当该射频功率放大器工作在非回退区时，第一信号放大器处于开路状态，IPD模块用于对第二信号放大器的输出信号进行相位调整及功率合成；当该射频功率放大器工作在回退区时，第一信号放大器处于闭合状态，IPD模块用于对第一信号放大器及第二信号放大器的输出信号进行相位调整及功率合成。
进一步地，当该射频功率放大器工作在回退区时，第一信号放大器的输出信号还用于调制第二信号放大器的负载阻抗。
进一步地，第二信号放大器的负载阻抗与第一信号放大器输出信号的幅值呈正比。
进一步地，第一定向耦合器与第二定向耦合器均为Lange定向耦合器。
进一步地，第一定向耦合器与第二定向耦合器的耦合端口及直通端口设置相反。
进一步地，第一射频信号及第二射频信号为幅值不同的射频信号。
本公开的第二个方面提供了一种本公开第一个方面提供的射频功率放大器在雷达接收机及无线通信***上的应用。
本公开提供了一种射频功率放大器及其应用，该射频功率放大器的输入端通过威尔金森功分器将一部分功率分配给控制功放，因此CPA不需要单独的一路射频输入信号，输出匹配电路整体通过IPD模块实现，既满足了集成小型化的要求，又大大提高了性能以及设计的灵活性。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
图1示意性示出了根据本公开一实施例的射频功率放大器的结构示意图；
图2示意性示出了根据本公开一实施例的定向耦合器结构的结构示意图；
图3示意性示出了根据本公开一实施例的IPD模块的结构示意图；
图4示意性示出了根据本公开一实施例的功放整体结构示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在传统LMBA功率放大器的传统结构中，其包含三路功放，分别为两路平衡功放BPA和一路控制功放CPA。其中，平衡功放BPA偏置为深AB类，控制功放CPA则偏置为C类，输入和输出端分别有两个定向耦合器用于功率合成和功率分配，两路平衡功放BPA完全一样，而控制功放CPA用于在回退区对平衡功放的负载进行调制，控制功放CPA的幅度和相位对平衡功放BPA的负载幅度和相位均会产生影响。对于两路平衡功放BPA来说，由于电桥的两路输出端口存在90°的相位差，通过两个定向耦合器可以实现功率的同相合成，控制功放CPA的功率最终也会输出到负载当中。因此，相比Doherty的两路功率合成架构，LMBA功率放大器可以使用三路合成来获得相应的功率。理论上LMBA的带宽仅会受到定向耦合器的带宽限制，由于定向耦合器的带宽可以做到很宽，因此LMBA有宽带应用的潜力。
由于LMBA可以实现很高的回退效率，因此LMBA功放的工作状态可以划分为低功率区和高功率区，低功率区域仅有平衡功放BPA工作，而CPA处于C类偏置，因此CPA关断，端口处于开路状态。假设电桥的特征阻抗为Z0，经过平衡功放BPA的电流为Ib，经过控制功放CPA的电流为Ic，需注意的是这里的Ic是复数，包含相位信息，而Ib可以认为是实数用于方便计算。在低功率区域平衡功放BPA看过去的负载阻抗为Z0，可以将Z0为设计为回退区的最佳阻抗点，减小匹配网络的损耗。
如果Z0无法满足，则可以在平衡功放BPA输出位置添加额外的匹配网络来进行阻抗变换。在高功率区域，控制功放CPA开启来对平衡功放BPA负载进行调制，此时控制功放CPA端口的负载阻抗为Z0，而平衡功放BPA端口的负载阻抗为因此通过控制Ic的幅度和相位就可以实现对平衡功放BPA的端口阻抗控制，并且合理调节电流比值就可以实现相应的回退范围。
LMBA架构当前主要在低频段应用较多，如板级LMBA和集成LMBA，但是传统的LMBA的应用仍存在一些缺陷，主要体现在：1)、CPA需要单独的射频输入，由于LMBA是三路合成的结构，射频信号经过电桥分配进而通过两路平衡功放BPA放大。对于控制功放CPA来说因为需要灵活的控制功放CPA输出电流的相位和幅度，因此需要单独的一路射频输入信号对控制功放CPA进行控制，在实际使用过程中有诸多不便，实际应用过程中很难产生两路独立的射频信号输入。2)、板级LMBA高频应用受限，尺寸太大；集成LMBA设计灵活度低，带宽小，损耗高，成本高。对于LMBA架构来说其带宽主要受到定向耦合器的限制，理论上板级会使用商用电桥完成定向耦合器的作用，商用电桥的带宽可以做到很宽，然而大多是用多级电桥来实现的，多级电桥的损耗大多很大，这会严重影响到了效率。此外由于板级功放的寄生比较严重，这限制了LMBA在高频的应用和性能，并且随着通信频率的上升，集成化、小型化是未来功率放大器的发展趋势。对于集成LMBA方案主要的难点在于成本的考量以及设计灵活性的不足方面。
最后在输出匹配上对于功放的匹配电路设计通常可以使用商用的集总元件配合基板上的微带线完成，然而这种方式的问题在于商用元件本身的价格比较昂贵，而且数值上有一定的偏差且对于寄生效应比较敏感，一般对于低频的设计可以采用这种方式。高频功放的集成化是趋势，因此大多采用微波单片集成电路(MMIC)的方式来完成，这种方式的不足在于成本较高并且设计的灵活性不足，受到流片周期的影响，每一版的方案都需要大量的时间才能完成验证。功放电路设计中关键的地方在于输出匹配电路的设计，它是决定功放能否达到预期性能的决定性因素，一般的全集成方式输出匹配电路由于金属层较少灵活性比较低，而且匹配电路和有源区集成在一起，如果设计多个匹配电路就需要浪费大量的版图面积，因此针对这个问题有另一种混合集成的解决方案，即集成无源器件(IPD)方案。这种方案的原理是工艺不会包含有源区的层结构，仅仅只有输出匹配电路的所需金属以及介质层。这种方案既满足了集成小型化的需求，有大大提高了设计的灵活性节省了成本。此外IPD的金属层更厚，因此混合集成方案可以考虑在LMBA当中使用。
基于上述问题，本公开提供了一种射频功率放大器，包括：输入功分器，用于对射频输入信号进行功率分配，输出第一射频信号及第二射频信号；第一信号放大器，其输入端与输入功分器的第一输出端连接，用于放大第一射频信号的功率，得到功率放大后的第一射频信号；第一定向耦合器，其第一输入端与输入功分器的第二输出端连接，第二输入端通过负载电阻接地，用于对第二射频信号进行耦合处理，得到直通射频信号和耦合射频信号；第二信号放大器，其第一输入端与第一定向耦合器的第一输出端连接，第二输入端与第一定向耦合器的第二输出端连接，用于放大直通射频信号和耦合射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号和耦合射频信号；IPD模块，其第一输入端与第二信号放大器的第一输出端连接，第二输入端与第二信号放大器的第二输出端连接，第三输入端与第一信号放大器的输出端连接，用于对功率放大后的直通射频信号进行相位调整，并对相位调整后的直通射频信号、功率放大后的耦合射频信号及功率放大后的第一射频信号进行功率合成，输出射频输出信号。
本公开的实施例提供的射频功率放大器及其应用，该射频功率放大器的输入端通过威尔金森功分器将一部分功率分配给控制功放，因此控制功放CPA不需要单独的一路射频输入信号，输出匹配电路整体通过IPD模块实现，既满足了集成小型化的要求，又大大提高了性能以及设计的灵活性。
下面将结合本公开具体的实施例中的射频功率放大器的结构示意图，对本公开的技术方案进行详细说明。应当理解，图1～图4中示出的射频功率放大器结构是示例性的，以帮助本领域的技术人员理解本公开的技术方案，并非用以限制本公开的保护范围。
图1示意性示出了根据本公开一实施例的射频功率放大器的结构示意图。
如图1所示，该射频功率放大器100，包括：输入功分器10、第一信号放大器20、第一定向耦合器30、第二信号放大器40及IPD模块50。
输入功分器10，用于对射频输入信号RFin进行功率分配，输出第一射频信号及第二射频信号。
根据本公开的实施例，该输入功分器10例如可以为威尔金森功分器，其一端用于接入射频输入信号RFin，并将该射频输入信号RFin按照预置比例进行功率分配，输出第一射频信号及第二射频信号。举例而言，该预置比例可以为任意比例，优选第一射频信号及第二射频信号的输出幅值不等。
本公开的实施例中，通过威尔金森功分器10将射频输入信号RFin分配至平衡功放BPA和控制功放CPA，避免了额外的一路射频输入信号，使得LMBA射频功率放大器的兼容性大大提升。
第一信号放大器20，其输入端与输入功分器10的第一输出端连接，用于放大第一射频信号的功率，得到功率放大后的第一射频信号。
本公开的实施例中，该第一信号放大器20例如可以为控制功放CPA，用于放大第一射频信号的功率，以及对平衡功放BPA的负载进行调制，得到功率放大后的第一射频信号。
第一定向耦合器30，其第一输入端与输入功分器10的第二输出端连接，第二输入端通过负载电阻R接地，用于对第二射频信号进行耦合处理，得到直通射频信号和耦合射频信号。
本公开的实施例中，如图2所示，第一定向耦合器30可以为90°Lange定向耦合器30，其包括四个端口，例如分别为输入端口301、直通端口302、耦合端口303及隔离端口304。具体地，直通端口302用于将第二射频信号直接输出直通射频信号，耦合端口303用于将第二射频信号进行相位调整90°后输出耦合射频信号。需说明的是，输入端口301、直通端口302、耦合端口303及隔离端口304的设置位置仅为示例性的说明，本公开的实施例对此不做限定。
举例而言，参见图1，第一定向耦合器30中与输入功分器10的第二输出端连接的第一输入端为输入端口301，通过负载电阻R接地的第二输入端为隔离端口304，与第二信号放大器40的输入端分别连接的第一输出端及第二输出端分别为直通端口302或耦合端口303。
第二信号放大器40，其第一输入端与第一定向耦合器30的第一输出端连接，第二输入端与第一定向耦合器30的第二输出端连接，用于放大直通射频信号和耦合射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号和耦合射频信号。
本公开的实施例中，第二信号放大器40可以为包括两路的功放平衡器，分别为第一功放平衡器401及第二功放平衡器402，其中，第一功放平衡器401与第二功放平衡器402为相同结构的平衡功放BPA。
具体地，第一功放平衡器401的输入端与第一定向耦合器30的直通端口连接，用于放大直通射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号；第二功放平衡器402的输入端与第一定向耦合器30的耦合端口连接，用于放大耦合射频信号的功率，得到功率放大后的耦合射频信号。或，第一功放平衡器401的输入端与第一定向耦合器30的耦合端口连接，用于放大耦合射频信号的功率，得到功率放大后的耦合射频信号；第二功放平衡器402的输入端与第一定向耦合器30的直通端口连接，用于放大直通射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号。
本公开的实施例对第一功放平衡器401与第二功放平衡器402的设置位置不做限定，只需满足后续第二定向耦合器504的直通端口和耦合端口与第一定向耦合器30的直通端口和耦合端口设置相反即可。
IPD模块50，其第一输入端与第二信号放大器40的第一输出端连接，第二输入端与第二信号放大器40的第二输出端连接，第三输入端与第一信号放大器20的输出端连接，用于对功率放大后的直通射频信号进行相位调整，并对相位调整后的直通射频信号、功率放大后的耦合射频信号及功率放大后的第一射频信号进行功率合成，输出射频输出信号。
根据本公开的实施例，如图3所示，该IPD模块50具体包括：第一OMN模块501、第二OMN模块502、第三OMN模块503及第二定向耦合器504。
第一OMN模块501，其输入端与第二信号放大器40的第一输出端连接，用于对功率放大后的直通射频信号进行负载共轭匹配。具体地，第一OMN模块501的输入端可以与第一功放平衡器401输出端连接，用于对功率放大后的直通射频信号进行负载共轭匹配；或，第一OMN模块501的输入端还可以与第二功放平衡器402输出端连接，用于对功率放大后的耦合射频信号进行负载共轭匹配。
第二OMN模块502，其输入端与第二信号放大器40的第二输出端连接，用于对功率放大后的耦合射频信号进行负载共轭匹配。具体地，第二OMN模块502的输入端可以与第二功放平衡器402输出端连接，用于对功率放大后的耦合射频信号进行负载共轭匹配；或，第二OMN模块502的输入端还可以与第一功放平衡器401输出端连接，用于对功率放大后的直通射频信号进行负载共轭匹配。
第三OMN模块503，其输入端与第一信号放大器20的输出端连接，用于对功率放大后的第一射频信号进行负载共轭匹配。具体地，第三OMN模块503的输入端与控制功放CPA20的输出端连接，将控制功放CPA20的输出信号进行负载共轭匹配。
第二定向耦合器504，其第一、第二及第三输入端分别与第一OMN模块501、第二OMN模块502及第三OMN模块503的输出端连接，用于对功率放大后的直通射频信号进行相位调整，并对相位调整后的直通射频信号、功率放大后的耦合射频信号及功率放大后的第一射频信号进行功率合成，输出射频输出信号RFout。
本公开的实施例中，第二定向耦合器504与第一定向耦合器30可以采用相同结构的90°定向耦合器，例如90°Lange定向耦合器等，只需第二定向耦合器504与第一定向耦合器30的直通端口与耦合端口相反设置即可。
举例而言，若第一功放平衡器401的输入端连接的是第一定向耦合器30的直通端口，则第一功放平衡器401的输出端经过第一OMN模块501后与第二定向耦合器504的耦合端口连接，第二功放平衡器402的输入端连接的是第一定向耦合器30的耦合端口，则第二功放平衡器402的输出端经过第二OMN模块502后与第二定向耦合器504的直通端口连接，此时，第二定向耦合器504的耦合端口与第一OMN模块501连接，其直通端口与第二OMN模块502连接，隔离端口与第三OMN模块503连接，另一端口为RFout输出端口。反之，若第一功放平衡器401的输入端连接的是第一定向耦合器30的耦合端口，则第一功放平衡器401的输出端经过第一OMN模块501后与第二定向耦合器504的直通端口连接，第二功放平衡器402的输入端连接的是第一定向耦合器30的直通端口，则第二功放平衡器402的输出端经过第二OMN模块502后与第二定向耦合器504的耦合端口连接，此时，第二定向耦合器504的直通端口与第一OMN模块501连接，其耦合端口与第二OMN模块502连接，隔离端口与第三OMN模块503连接，另一端口为RFout输出端口。基于此设置，可使得经过二次定向耦合器后的信号保持相同的相位。
具体地，该射频功率放大器100的工作状态包括：回退区或非回退区；其中，当该射频功率放大器100工作在非回退区时，第一信号放大器20处于开路状态，IPD模块50用于对第二信号放大器40的输出信号进行相位调整及功率合成处理；当该射频功率放大器100工作在回退区时，第一信号放大器20处于闭合状态，IPD模块50用于对第一信号放大器20及第二信号放大器40的输出信号进行相位调整及功率合成处理。且当该射频功率放大器100工作在回退区时，第一信号放大器20的输出信号还用于调制第二信号放大器40的负载阻抗。另外，根据第二信号放大器40的负载阻抗与第一信号放大器20输出信号的幅值呈正比。
本公开的实施例中，输入部分通过威尔金森功分器10将一部分射频输入信号输出至控制功放CPA20，并且该控制功放CPA20处于C类偏置，因此在低功率区域控制功放CPA20仍然处于截止状态，此时相比传统的双路射频输入LMBA来看差别仅在于LMBA的增益会略低一些，低的部分用于控制功放CPA20。而在高功率区域，此时需要确定威尔金森功分器10的功率分配比来使得控制功放CPA20输出相应的功率完成对平衡功放BPA的负载调制。另外，控制功放CPA20的相位也会对负载调制产生影响，因此，在其他一些实施例中需要在控制功放CPA20支路前增加额外的相移补偿网络。威尔金森功分器10的功率分配比的确定主要是根据回退范围来估计并优化，相位可以放在后续进行确认，即在一个周期内扫描就可以得到一个综合性能最佳的值。
如图4所示，该功率放大器的输出部分采用IPD模块50来完成无源输出网络的匹配。一般地，由于输入阻抗较低，匹配网络比较敏感，而且输入对于性能的影响较小，因此有源区和输入匹配网络大多集成在一起。即使是封装的晶体管模型大多情况下也有预匹配电路来将低的输入阻抗变换到一个较高的阻抗来减少输入的敏感性，因此输入电路不采用IPD模块。输出匹配电路与晶体管的连接主要通过键合线60完成，需要在晶体管的输出位置以及IPD模块50上预留上相应的pad，这部分键合线60设计时要吸收进匹配网络当中，作为输出匹配的一部分。
由于IPD没有有源区，因此该功率放大器结构上相比带集成晶体管的工艺会简单很多，也会添加额外的金属层，这样设计匹配电路时优势很明显，主要体现在：在金属层较多的情况下，IPD模块50的设计灵活性会很高，可以进行比较复杂结构的设计；IPD模块50的工艺比较便宜，设计以及量产时均具有很高的优势，设计时可以做多个版本的匹配方案，选择最优的即可，缩短了开发周期，加快了迭代速度；LMBA功率放大器的设计使用IPD模块50作为输出匹配电路，相比传统全集成方案，尺寸基本不会变大，而且金属层变多，厚度也会提升，损耗减小，设计定向耦合器时，利用IPD模块50可以使用宽带的Lange耦合器，克服了板级加工精度的问题。
另外，该功率放大器的输出部分采用IPD模块50来完成无源输出网络的匹配，通过90°定向耦合器的设置，大大拓展了耦合器的带宽。本公开的实施例中，第一定向耦合器30与第二定向耦合器504均采用Lange耦合器，该Lange耦合器耦合器的带宽很宽，为了实现强耦合，线宽和线距都比较小，因此由于加工精度的问题，板级功放一般都不会采用这种结构。但是利用IPD模块50实现这种结构较为简单，而且耦合线60的互连可以通过通孔来实现。
本公开的实施例提供的射频功率放大器结构简单且更紧凑，其制作也容易实现，相比传统的LMBA功率放大器，无论是在兼容性还是在成本、性能、研发周期上都具有非常明显的优势。
本公开另一实施例提供如上述实施例所示的射频功率放大器在雷达接收机及无线通信***上的应用。
尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本公开，但是这样的图示和描述应认为是说明性的或示例性的而非限制性的。
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种范围组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims (8)

1.一种射频功率放大器，其特征在于，包括：
输入功分器（10），用于对射频输入信号进行功率分配，输出第一射频信号及第二射频信号；
第一信号放大器（20），其输入端与所述输入功分器（10）的第一输出端连接，用于放大所述第一射频信号的功率，得到功率放大后的第一射频信号，其中，所述第一信号放大器（20）为功放调节器；
第一定向耦合器（30），其第一输入端与所述输入功分器（10）的第二输出端连接，第二输入端通过负载电阻接地，用于对所述第二射频信号进行耦合处理，得到直通射频信号和耦合射频信号；
第二信号放大器（40），其第一输入端与所述第一定向耦合器（30）的第一输出端连接，第二输入端与所述第一定向耦合器（30）的第二输出端连接，用于放大所述直通射频信号和所述耦合射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号和耦合射频信号；其中，所述第二信号放大器（40）包括：第一功放平衡器（401），其输入端与所述第一定向耦合器（30）的第一输出端连接，用于放大所述直通射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号；第二功放平衡器（402），其输入端与所述第一定向耦合器（30）的第二输出端连接，用于放大所述耦合射频信号的功率，得到功率放大后的耦合射频信号；或者，所述第二信号放大器（40）包括：第一功放平衡器（401），其输入端与所述第一定向耦合器（30）的第一输出端连接，用于放大所述耦合射频信号的功率，得到功率放大后的耦合射频信号；第二功放平衡器（402），其输入端与所述第一定向耦合器（30）的第二输出端连接，用于放大所述直通射频信号的功率，得到功率放大后的直通射频信号；
IPD模块（50），其第一输入端与所述第二信号放大器（40）的第一输出端连接，第二输入端与所述第二信号放大器（40）的第二输出端连接，第三输入端与所述第一信号放大器（20）的输出端连接，用于对所述功率放大后的直通射频信号进行相位调整，并对相位调整后的直通射频信号、所述功率放大后的耦合射频信号及所述功率放大后的第一射频信号进行功率合成，输出射频输出信号，其中，所述IPD模块（50）包括：第一OMN模块（501），其输入端与所述第二信号放大器（40）的第一输出端连接，用于对所述功率放大后的直通射频信号进行负载共轭匹配；第二OMN模块（502），其输入端与所述第二信号放大器（40）的第二输出端连接，用于对所述功率放大后的耦合射频信号进行负载共轭匹配；第三OMN模块（503），其输入端与所述第一信号放大器（20）的输出端连接，用于对所述功率放大后的第一射频信号进行负载共轭匹配；第二定向耦合器（504），其第一、第二及第三输入端分别与所述第一OMN模块（501）、所述第二OMN模块（502）及所述第三OMN模块（503）的输出端连接，用于对所述第一OMN模块（501）、所述第二OMN模块（502）及所述第三OMN模块（503）的输出信号进行功率合成，输出射频输出信号；
其中，该射频功率放大器的工作状态包括：回退区或非回退区；当该射频功率放大器工作在非回退区时，所述第一信号放大器（20）处于开路状态，所述IPD模块（50）用于对所述第二信号放大器（40）的输出信号进行相位调整及功率合成；当该射频功率放大器工作在回退区时，所述第一信号放大器（20）处于闭合状态，所述IPD模块（50）用于对所述第一信号放大器（20）及所述第二信号放大器（40）的输出信号进行相位调整及功率合成。
2.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述IPD模块（50）与所述第一信号放大器（20）和所述第二信号放大器（40）分别通过键合线（60）连接。
3.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，当该射频功率放大器工作在回退区时，所述第一信号放大器（20）的输出信号还用于调制所述第二信号放大器（40）的负载阻抗。
4.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第二信号放大器（40）的负载阻抗与所述第一信号放大器（20）输出信号的幅值成正比。
5.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一定向耦合器（30）与所述第二定向耦合器（504）均为Lange定向耦合器。
6.根据权利要求5所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一定向耦合器（30）与所述第二定向耦合器（504）的耦合端口及直通端口设置相反。
7.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一射频信号及所述第二射频信号为幅值不同的射频信号。
8.一种如权利要求1至7中任一项所述的射频功率放大器在通信收发机及通信***上的应用。
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