CN117856749B - 功率合成模块及功率放大器 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及射频技术领域，具体提供一种功率合成模块及功率放大器旨在解决使功率放大器的输出阻抗和负载阻抗匹配的问题。本申请提供的功率合成模块包括第一信号放大电路、第二信号放大电路和耦合电感电路；在耦合电感电路中，第一、第二电感串联，第三、第四电感串联，第三电感的另一端为功率合成模块的输出端，第四电感的另一端接地；第一、第二电感分别和第一、第二信号放大电路的第一端连接，第一信号放大电路、第二信号放大电路的第二端为功率合成模块的输入端；第一电感与第三电感形成耦合电感，第二电感与第四电感形成耦合电感。通过上述耦合电感，可以将功率合成模块的输出阻抗调整成与负载阻抗保持一致，从而可以使负载获得最大功率。

Description

功率合成模块及功率放大器
技术领域
本申请涉及射频技术领域，具体涉及一种功率合成模块及功率放大器。
背景技术
在射频技术领域中，对具有较低功率的信号，可以通过功率放大器（PowerAmplifier，PA）进行信号放大，再将放大后的信号输出至负载，来驱动负载。例如，负载可以是无线电通信中的天线。基于最大功率传输（maximum power transfer）定理，只有功率放大器的输出阻抗和负载阻抗匹配时，负载才能够获得最大功率。但是，目前并没有一种简单、可靠地方案来保证功率放大器的输出阻抗和负载阻抗匹配，使得负载无法可靠地运行。
相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
为了克服上述缺陷，提出了本申请，以提供解决或至少部分地解决如何简单、可靠地保证功率放大器的输出阻抗和负载阻抗匹配的技术问题的功率合成模块及功率放大器。
在第一方面，提供一种功率合成模块，所述功率合成模块包括第一信号放大电路（1）、第二信号放大电路（2）和耦合电感电路（3）；
所述耦合电感电路（3）包括第一电感支路（31）和第二电感支路（32）；
所述第一电感支路（31）包括第一电感（311）和第二电感（312），第一电感（311）的第一端与第一信号放大电路（1）的第一端连接，第一电感（311）的第二端与第二电感（312）的第一端连接，第二电感（312）的第二端与第二信号放大电路（2）的第一端连接，所述第一信号放大电路（1）、第二信号放大电路（2）的第二端为所述功率合成模块的输入端；
所述第二电感支路（32）包括第三电感（321）和第四电感（322），第三电感（321）的第一端为所述功率合成模块的输出端，第三电感（321）的第二端与第四电感（322）的第一端连接，第四电感（322）的第二端接地；
其中，所述第一电感（311）与第三电感（321）形成耦合电感，所述第二电感（312）与第四电感（322）形成耦合电感。
在上述功率合成模块的一个技术方案中，所述第一电感（311）为多个且所述多个第一电感（311）串联连接；所述第二电感（312）为多个且所述多个第二电感（312）串联连接；所述第三电感（321）为多个且所述多个第三电感（321）串联连接；所述第四电感（322）为多个且所述多个第四电感（322）串联连接；其中，所述第一电感（311）、第二电感（312）、第三电感（321）、第四电感（322）的数量相同。
在上述功率合成模块的一个技术方案中，所述第一信号放大电路（1）包括基于变压器耦合的第一放大器（11）；所述第二信号放大电路（2）包括基于变压器耦合的第二放大器（12）。
在上述功率合成模块的一个技术方案中，所述基于变压器耦合的第一放大器（11）包括第一变压器（111）和第二变压器（112）；
所述第一变压器（111）的原边为所述第一信号放大电路（1）的一个第二端，所述第一变压器（111）副边的第一端接地，所述第一变压器（111）副边的第二端与所述第一电感（311）的第一端连接；
所述第二变压器（112）的原边为所述第一信号放大电路（1）的另一个第二端，所述第二变压器（112）副边的第一端与所述第一电感（311）的第一端连接，所述第二变压器（112）副边的第二端接地。
在上述功率合成模块的一个技术方案中，所述基于变压器耦合的第二放大器（12）包括第三变压器（121）和第四变压器（122）；
所述第三变压器（121）的原边为所述第二信号放大电路（2）的一个第二端，所述第三变压器（121）副边的第一端接地，所述第三变压器（121）副边的第二端与所述第二电感（312）的第二端连接；
所述第四变压器（122）的原边为所述第二信号放大电路（2）的另一个第二端，所述第四变压器（122）副边的第一端与所述第二电感（312）的第二端连接，所述第四变压器（122）副边的第二端接地。
在上述功率合成模块的一个技术方案中，所述基于变压器耦合的第一放大器（11）的数量为2N-1，所述基于变压器耦合的第二放大器（12）的数量为2N-1；其中，N≥1，N为整数。
在上述功率合成模块的一个技术方案中，所述功率合成模块还包括谐波抑制电路（4）；
所述谐波抑制电路（4）的第一端连接于所述第一电感（311）和第二电感（312）之间，所述谐波抑制电路（4）的第二端接地。
在上述功率合成模块的一个技术方案中，所述谐波抑制电路（4）包括第五电感（41）和电容（42）；
所述第五电感（41）的第一端为所述谐波抑制电路（4）的第一端，所述第五电感（41）的第二端与电容（42）的第一端连接；
所述电容（42）的第二端为所述谐波抑制电路（4）的第二端。
在第二方面，提供一种功率放大器，所述功率放大器包括差分放大模块（5）和前述第一方面提供的功率合成模块；
所述差分放大模块（5）包括第一输入端（51）、第二输入端（52）、第一输出端（53）、第二输出端（54）；
所述第一输入端（51）用于接收输入信号，所述第二输入端（52）接地，所述第一输出端（53）与所述功率合成模块中第一信号放大电路（1）的第二端连接，所述第二输出端（54）与所述功率合成模块中第二信号放大电路（2）的第二端连接。
在上述功率放大器的一个技术方案中，所述差分放大模块（5）包括第一级差分放大电路（55）和第二级差分放大电路（56）；
所述第一级差分放大电路（55）的两个输入端分别为所述第一输入端（51）和第二输入端（52），所述第一级差分放大电路（55）的两个输出端分别与所述第二级差分放大电路（56）的两个输入端连接；
所述第二级差分放大电路（56）的两个输出端分别为所述第一输出端（53）和第二输出端（54）。
在上述功率放大器的一个技术方案中，所述差分放大模块（5）包括2N路第二级差分放大电路（56），N≥1，N为整数；
在所述2N路第二级差分放大电路（56）中，每两路第二级差分放大电路（56）作为一组放大电路；
在每一组所述放大电路的两路第二级差分放大电路（56）中，一路第二级差分放大电路（56）的输出端与所述功率合成模块中的一个基于变压器耦合的第一放大器（11）连接，另一路第二级差分放大电路（56）的输出端与所述功率合成模块中一个基于变压器耦合的第二放大器（12）连接。
在上述功率放大器的一个技术方案中，所述第二级差分放大电路（56）包括第一差分放大电路（561）和第二差分放大电路（562）；
在每一路第二级差分放大电路（56）中，第一差分放大电路（561）的两个输入端与这一路第二级差分放大电路（56）的一个输入端连接，第二差分放大电路（562）的两个输入端与这一路第二级差分放大电路（56）的另一个输入端连接，第一差分放大电路（561）的两个输出端与这一路第二级差分放大电路（56）的一个输出端连接，第二差分放大电路（562）的两个输出端与这一路第二级差分放大电路（56）的另一个输出端连接。
在上述功率放大器的一个技术方案中，所述第一级差分放大电路（55）和第二级差分放大电路（56）之间设置有开关，所述开关用于导通或断开所述第一级差分放大电路（55）和第二级差分放大电路（56）的连接。
本申请上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
在实施本申请提供的功率合成模块的技术方案中，功率合成模块包括第一信号放大电路（1）、第二信号放大电路（2）和耦合电感电路（3）；耦合电感电路（3）包括第一电感支路（31）和第二电感支路（32）；第一电感支路（31）包括第一电感（311）和第二电感（312），第一电感（311）的第一端与第一信号放大电路（1）的第一端连接，第一电感（311）的第二端与第二电感（312）的第一端连接，第二电感（312）的第二端与第二信号放大电路（2）的第一端连接，第一信号放大电路（1）、第二信号放大电路（2）的第二端为功率合成模块的输入端；第二电感支路（32）包括第三电感（321）和第四电感（322），第三电感（321）的第一端为功率合成模块的输出端，第三电感（321）的第二端与第四电感（322）的第一端连接，第四电感（322）的第二端接地；其中，第一电感（311）与第三电感（321）形成耦合电感，第二电感（312）与第四电感（322）形成耦合电感。
在上述实施方案中，当功率合成模块的输入端接入输入信号，输出端连接负载时，通过上述耦合电感，可以将功率合成模块的输出阻抗调整成与负载阻抗保持一致，从而可以使负载获得最大功率。例如，假设负载阻抗是50Ω，第一信号放大电路（1）、第二信号放大电路（2）各自的输出阻抗分别是25Ω，通过耦合电感电路（3）可以使功率合成模块的输出阻抗变成50Ω，从而与负载阻抗保持一致。
附图说明
参照附图，本申请的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围组成限制。其中：
图1是根据本申请的一个实施例的功率合成模块的结构示意图；
图2是根据本申请的另一个实施例的功率合成模块的结构示意图；
图3是根据本申请的一个实施例的功率放大器的结构示意图；
图4是根据本申请的一个实施例的包含两级差分放大电路的功率放大器的结构示意图；
图5是根据本申请的一个实施例的每一级差分放大电路均包括两个差分放大电路的功率放大器的结构示意图；
图6是根据本申请的一个实施例的在第一、第二级差分放大电路之间设置开关的功率放大器的结构示意图；
图7是根据本申请的一个实施例的N=1时的功率放大器的结构示意图；
图8是根据本申请的一个实施例的N=2时的功率放大器的结构示意图；
附图标记列表：
1：第一信号放大电路；2：第二信号放大电路；3耦合电感电路；4：谐波抑制电路；5：差分放大模块；11：第一放大器；12：第二放大器；111：第一变压器；112：第二变压器；121：第三变压器；122：第四变压器；31：第一电感支路；32：第二电感支路；311：第一电感；312：第二电感；313：第三电感；314：第四电感；41：第五电感；42：电容；51：第一输入端；52：第二输入端；53：第一输出端；54：第二输出端；55：第一级差分放大电路；56：第二级差分放大电路；561：第一差分放大电路；562：第二差分放大电路。
具体实施方式
下面参照附图来描述本申请的一些实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。
下面对本申请提供的功率合成模块的实施例进行说明。
参阅附图1，图1是根据本申请的一个实施例的功率合成模块的主要结构示意图。如图1所示，本申请实施例中的功率合成模块主要包括第一信号放大电路1、第二信号放大电路2和耦合电感电路3。
第一信号放大电路1的第一端与耦合电感电路3连接，第二端为功率合成模块的输入端；第二信号放大电路2的第一端与耦合电感电路3连接，第二信号放大电路2的第二端为功率合成模块的输入端。
耦合电感电路3包括第一电感支路31和第二电感支路32，下面对第一电感支路31和第二电感支路32进行说明。
1、第一电感支路31
第一电感支路31包括第一电感311和第二电感312。第一电感311的第一端与第一信号放大电路1的第一端连接，第一电感311的第二端与第二电感312的第一端连接，即第一电感311、第二电感312串联；第二电感312的第二端与第二信号放大电路2的第一端连接。
2、第二电感支路32
第二电感支路32包括第三电感321和第四电感322。第三电感321的第一端为功率合成模块的输出端，第三电感321的第二端与第四电感322的第一端连接，第四电感322的第二端接地，即第三电感321、第四电感322串联。
如图1所示，功率合成模块中的电流方向为：电流依次流经第一信号放大电路1、第一电感支路31和第二信号放大电路2，虽然电流没有流经第二电感支路32，但是第一电感支路31、第二电感支路32之间会形成耦合电感，通过耦合电感可以对第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的输出功率进行合成。
第一电感支路31、第二电感支路32之间形成耦合电感包括：第一电感311与第三电感321形成耦合电感（以下简称为耦合电感1），第二电感312与第四电感322形成耦合电感（以下简称为耦合电感2）。在一些实施方式中，第一电感311、第二电感312的电感值可以相等，第三电感321、第四电感322的电感值可以相等，此外第一电感311、第二电感312、第三电感321、第四电感322的电感值也可以全部相等。基于此，可以使得耦合电感1、耦合电感2的耦合系数相同。
第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的输出功率可以由第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的输出阻抗，以及流经第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的电流计算得到，而根据上述电流方向可知流经第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的电流是相等的，因此，通过上述耦合电感对输出功率进行合成，实际上也是对第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的输出阻抗进行合成。例如，如果第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的输出阻抗分别是25Ω，那么通过上述耦合电感可以得到50Ω的输出阻抗。基于此，当功率合成模块的输入端接入输入信号，输出端连接负载时，通过上述耦合电感，可以将功率合成模块的输出阻抗调整成与负载阻抗保持一致，从而可以使负载获得最大功率。例如，负载阻抗是100Ω，第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的输出阻抗分别是50Ω，通过上述耦合电感可以得到100Ω的输出阻抗，与负载阻抗保持一致，从而可以使负载获得最大功率。
下面对第一信号放大电路1、第二信号放大电路2和耦合电感电路3作进一步说明。
一、对耦合电感电路3进行说明。
在一些实施方式中，第一电感311为多个且多个第一电感311串联连接，这些第一电感311串联在一起形成一个新的第一电感311’；第二电感312为多个且多个第二电感312串联连接，这些第二电感312串联在一起形成一个新的第二电感312’；第三电感321为多个且多个第三电感321串联连接，这些第三电感321串联在一起形成一个新的第三电感321’；第四电感322为多个且多个第四电感322串联连接，这些第四电感322串联在一起形成一个新的第四电感322’；第一电感311、第二电感312、第三电感321、第四电感322的数量相同。
以第一电感311’与第三电感321’形成的耦合电感1为例，将第一电感311设置为多个可以改变第一电感311’的电感值，将第三电感321设置为多个可以改变第三电感321’的电感值，当第一电感311’、 第三电感321’的电感值改变后，二者形成的耦合电感的耦合系数也随之改变。而第一电感311、第二电感312、第三电感321、第四电感322的数量相同，可以保证即使耦合系数发生了改变，耦合电感1、耦合电感2的耦合系数还是相同的。
二、对第一信号放大电路1、第二信号放大电路2进行说明。
1、对第一信号放大电路1进行说明。
在一些实施方式中，如图2所示，第一信号放大电路1可以包括基于变压器耦合的第一放大器11，第一放大器11可以通过变压器，对变压器原边的信号进行放大，再通过变压器副边输出放大的信号。
进一步地，如图2所示，第一放大器11可以包括第一变压器111和第二变压器112。第一变压器111的原边为第一信号放大电路1的一个第二端，第一变压器111副边的第一端接地，第一变压器111副边的第二端与第一电感311的第一端连接。第二变压器112的原边为第一信号放大电路1的另一个第二端，第二变压器112副边的第一端与第一电感311的第一端连接，第二变压器112副边的第二端接地。通过设置两个变压器，可以提高第一放大器11的信号放大能力。
2、对第二信号放大电路2进行说明。
在一些实施方式中，如图2所示，第二信号放大电路2可以包括基于变压器耦合的第二放大器12，第二放大器12可以通过变压器，对变压器原边的信号进行放大，再通过变压器副边输出放大的信号。
进一步地，如图2所示，第二放大器12可以包括第三变压器121和第四变压器122。第三变压器121的原边为第二信号放大电路2的一个第二端，第三变压器121副边的第一端接地，第三变压器121副边的第二端与第二电感312的第二端连接。第四变压器122的原边为第二信号放大电路2的另一个第二端，第四变压器122副边的第一端与第二电感312的第二端连接，第四变压器122副边的第二端接地。通过设置两个变压器，可以提高第二放大器12的信号放大能力。
下面对上述第一信号放大电路1中的第一放大器11、第二信号放大电路2中的第二放大器12作进一步说明。
在一些实施方式中，第一放大器11的数量为2N，第二放大器12的数量也为2N，N≥0，N为整数。图2示出了N=0时的第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的结构。
在本实施方式中，第一放大器11、第二放大器12的数量相同。当N≥1时，第一信号放大电路1包含多个第一放大器11，每个第一放大器11与外部结构的连接关系都相同，其中，与外部结构的连接关系参见前述对第一信号放大电路1的说明。类似的，第二信号放大电路2也包含多个第二放大器12，每个第二放大器12与外部结构的连接关系都相同，与外部结构的连接关系参见前述对第二信号放大电路2的说明。
下面继续对功率合成模块进行说明。
再次参阅附图1，功率合成模块中的电流会依次流经第一信号放大电路1、第一电感支路31和第二信号放大电路2，当这个电流包含谐波电流时会产生谐波损耗，由于谐波损耗的存在，会降低功率合成模块的输出功率，该输出功率也就是通过耦合电感对第一信号放大电路1、第二信号放大电路2的输出功率进行合成之后的功率。如果功率合成模块的输出功率降低，功率合成模块的输出阻抗也会随之降低，这样就可能无法保证功率合成模块的输出阻抗和负载阻抗保持一致。
对此，在一些实施方式中，如图2所示，功率合成模块除了可以包括前述第一信号放大电路1、第二信号放大电路2和耦合电感电路3以外，还可以包括一个谐波抑制电路4，谐波抑制电路4的第一端连接于第一电感311和第二电感312之间，谐波抑制电路4的第二端接地。通过谐波抑制电路4，可以抑制或消除功率合成模块中的谐波电流，防止谐波电流产生谐波损耗，从而保证功率合成模块的输出功率不会受谐波电流的影响。
在一些实施方式中，如图2所示，谐波抑制电路4可以包括第五电感41和电容42。第五电感41的第一端为谐波抑制电路4的第一端，第五电感41的第二端与电容42的第一端连接；电容42的第二端为谐波抑制电路的第二端。通过第五电感41和电容42，可以形成LC谐波抑制电路，通过该电路能够有效抑制2次谐波电流，由于N次谐波电流产生的谐波损耗比较小，因而可以不抑制N次谐波，N≥3。
下面对本申请提供的功率放大器的实施例进行说明。
参阅附图3，图3是根据本申请的一个实施例的功率放大器的主要结构示意图。如图3所示，本申请实施例中的功率放大器主要包括差分放大模块5和前述实施例所述的功率合成模块。
差分放大模块5包括第一输入端51、第二输入端52、第一输出端53、第二输出端54。第一输入端51用于接收输入信号，第二输入端52接地，第一输出端53与功率合成模块中第一信号放大电路1的第二端连接，第二输出端54与功率合成模块中第二信号放大电路2的第二端连接。也就是说，差分放大模块5的差分结构为单端输入，双端输出。
差分放大模块5可以包括多级放大电路。
在一些实施方式中，如图4所示，差分放大模块5包括第一级差分放大电路55和第二级差分放大电路56，共两级放大电路。
第一级差分放大电路55的两个输入端分别为第一输入端51和第二输入端52，第一级差分放大电路55的两个输出端分别与第二级差分放大电路56的两个输入端连接。第二级差分放大电路56的两个输出端分别为第一输出端53和第二输出端54。
相比于一级放大电路，通过两级放大电路，可以提高信号的放大倍数，这样即使是微弱的信号，也能够对其进行可靠地放大。
下面对第二级差分放大电路56作进一步说明。
在一些实施方式中，差分放大模块5包括2N路第二级差分放大电路56，N≥1，N为整数。在2N路第二级差分放大电路56中，每两路第二级差分放大电路56作为一组放大电路。根据前述功率合成模块的实施例可知，功率合成模块中第一放大器11、第二放大器12的数量均为2N-1，本实施例中2N和上述2N-1中N的取值相同。
在每一组放大电路的两路第二级差分放大电路56中，一路第二级差分放大电路56的输出端与功率合成模块中的一个基于变压器耦合的第一放大器11连接，另一路第二级差分放大电路56的输出端与功率合成模块中一个基于变压器耦合的第二放大器12连接。
每一路第二级差分放大电路56均包括第一差分放大电路561和第二差分放大电路562。
下面结合附图5，以N=1为例，对第二级差分放大电路56和功率合成模块的连接关系进行说明。
当N=1时，差分放大模块5包括两路第二级差分放大电路56，这两路作为一组放大电路。功率合成模块包括一个第一放大器11和一个第二放大器12。
如图5所示，在每一路第二级差分放大电路56中，第一差分放大电路561的两个输入端与这一路第二级差分放大电路56的一个输入端连接，第二差分放大电路562的两个输入端与这一路第二级差分放大电路56的另一个输入端连接，第一差分放大电路561的两个输出端与这一路第二级差分放大电路56的一个输出端连接，第二差分放大电路562的两个输出端与这一路第二级差分放大电路56的另一个输出端连接。
其中，一路第二级差分放大电路56的输出端与第一放大器11连接，另一路第二级差分放大电路56的输出端与第二放大器12连接。
下面继续对差分放大模块5作进一步说明。
在一些实施方式中，第一级差分放大电路55和第二级差分放大电路56之间设置有开关，该开关用于导通或断开第一级差分放大电路55和第二级差分放大电路56的连接。
如图6所示，当差分放大模块5包括两路第二级差分放大电路56，第一级差分放大电路55与一路第二级差分放大电路56之间设置有开关S1，开关S1可以导通或断开二者的连接；第一级差分放大电路55与另一路第二级差分放大电路56之间设置有开关S2，开关S2可以导通或断开二者的连接。
不同负载可能具有不同的负载阻抗，为了保证功率放大器的输出阻抗和负载阻抗保持一致，对功率放大器的输出功率的需求也就可能不同。当一路第二级差分放大电路56的输出功率就能够满足需求，可以使功率放大器的输出阻抗和负载阻抗保持一致时，此时可以关闭另一路第二级差分放大电路56与第一级差分放大电路55之间的开关，断开二者的连接。
在一些实施方式中，除了可以通过控制上述开关导通或断开二者的连接，还可以对第二级差分放大电路56的供电电源进行控制；若关闭供电电源，第二级差分放大电路56将无法正常工作，也相当于是断开了第二级差分放大电路56和第一级差分放大电路55之间的连接；若打开供电电源，第二级差分放大电路56可以正常工作，相当于是导通了第二级差分放大电路56和第一级差分放大电路55之间的连接。
下面结合附图7和附图8，再次对功率放大器进行简单说明。
根据前述实施例可知，差分放大模块5包括2N路第二级差分放大电路，功率合成模块中第一放大器、第二放大器的数量均为2N-1，N≥1，N为整数。图7和图8分别为N=1和N=2时的功率放大器的结构示意图。下面分别对图7和图8进行说明。
参阅附图7，图7示例性示出了N=1时的功率放大器结构。功率放大器包括第一级差分放大电路、两路第二级差分放大电路、功率合成模块，功率合成模块包括一个第一放大器和一个第二放大器，第一放大器包括两个变压器（即第一变压器和第二变压器），第二放大器也包括两个变压器（即第三变压器和第四变压器）。
Vin表示输入信号，Vout表示输出信号，箭头表示电流的方向，VG1、VDD、VG2均为供电电源。PA1和PA2分别为在一路差分放大电路中第一差分放大电路和第二差分放大电路，PA1和PA2分别与第一放大器中的第一变压器和第二变压器连接。PA3和PA4分别为在另一路差分放大电路中第一差分放大电路和第二差分放大电路，PA3和PA4分别与第二放大器中的第三变压器和第四变压器连接。两个L2分别为功率合成模块中的第一电感和第二电感，两个L1分别为功率合成模块中的第三电感和第四电感。L3和C1分别为谐波抑制电路中的第五电感和电容。
参阅附图8，图8示例性示出了N=2时的功率放大器结构。功率放大器包括第一级差分放大电路、四路第二级差分放大电路、功率合成模块，每两路第二级差分放大电路作为一组放大电路，也就是有两组放大电路。功率合成模块包括两个第一放大器和两个第二放大器，第一放大器包括两个变压器（即第一变压器和第二变压器），第二放大器也包括两个变压器（即第三变压器和第四变压器）。
PA1为第一组放大电路中一路第二级差分放大电路的第一差分放大电路，PA1和第一个第一放大器的第一变压器连接；PA2为第一组放大电路中一路第二级差分放大电路的第二差分放大电路，PA2和上述第一个第一放大器的第二变压器连接。
PA3为第一组放大电路中另一路第二级差分放大电路的第一差分放大电路，PA3和第二个第一放大器的第一变压器连接；PA4为第一组放大电路中另一路第二级差分放大电路的第二差分放大电路，PA4和上述第二个第一放大器的第二变压器连接。
PA4至PA8的含义，分别与PA1至PA4类似，不再赘述。
L1、L2分别为功率合成模块中的第一电感和第二电感，L3、L4分别为功率合成模块中的第三电感和第四电感。L5和C分别为谐波抑制电路中的第五电感和电容。
至此，已经结合附图所示的一个实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种功率合成模块，其特征在于，所述功率合成模块包括第一信号放大电路(1)、第二信号放大电路(2)和耦合电感电路(3)；
所述耦合电感电路(3)包括第一电感支路(31)和第二电感支路(32)；
所述第一电感支路(31)包括第一电感(311)和第二电感(312)，第一电感(311)的第一端与第一信号放大电路(1)的第一端连接，第一电感(311)的第二端与第二电感(312)的第一端连接，第二电感(312)的第二端与第二信号放大电路(2)的第一端连接，所述第一信号放大电路(1)、第二信号放大电路(2)的第二端为所述功率合成模块的输入端；
所述第二电感支路(32)包括第三电感(321)和第四电感(322)，第三电感(321)的第一端为所述功率合成模块的输出端，第三电感(321)的第二端与第四电感(322)的第一端连接，第四电感(322)的第二端接地；
其中，所述第一电感(311)与第三电感(321)形成耦合电感，所述第二电感(312)与第四电感(322)形成耦合电感；
所述第一信号放大电路(1)包括基于变压器耦合的第一放大器(11)；
所述第二信号放大电路(2)包括基于变压器耦合的第二放大器(12)；
所述基于变压器耦合的第一放大器(11)的数量为2N-1，所述基于变压器耦合的第二放大器(12)的数量为2N-1；其中，N≥1，N为整数。
2.根据权利要求1所述的功率合成模块，其特征在于，
所述第一电感(311)为多个且所述多个第一电感(311)串联连接；
所述第二电感(312)为多个且所述多个第二电感(312)串联连接；
所述第三电感(321)为多个且所述多个第三电感(321)串联连接；
所述第四电感(322)为多个且所述多个第四电感(322)串联连接；
其中，所述第一电感(311)、第二电感(312)、第三电感(321)、第四电感(322)的数量相同。
3.根据权利要求1所述的功率合成模块，其特征在于，所述基于变压器耦合的第一放大器(11)包括第一变压器(111)和第二变压器(112)；
所述第一变压器(111)的原边为所述第一信号放大电路(1)的一个第二端，所述第一变压器(111)副边的第一端接地，所述第一变压器(111)副边的第二端与所述第一电感(311)的第一端连接；
所述第二变压器(112)的原边为所述第一信号放大电路(1)的另一个第二端，所述第二变压器(112)副边的第一端与所述第一电感(311)的第一端连接，所述第二变压器(112)副边的第二端接地。
4.根据权利要求1所述的功率合成模块，其特征在于，所述基于变压器耦合的第二放大器(12)包括第三变压器(121)和第四变压器(122)；
所述第三变压器(121)的原边为所述第二信号放大电路(2)的一个第二端，所述第三变压器(121)副边的第一端接地，所述第三变压器(121)副边的第二端与所述第二电感(312)的第二端连接；
所述第四变压器(122)的原边为所述第二信号放大电路(2)的另一个第二端，所述第四变压器(122)副边的第一端与所述第二电感(312)的第二端连接，所述第四变压器(122)副边的第二端接地。
5.根据权利要求1所述的功率合成模块，其特征在于，所述功率合成模块还包括谐波抑制电路(4)；
所述谐波抑制电路(4)的第一端连接于所述第一电感(311)和第二电感(312)之间，所述谐波抑制电路(4)的第二端接地。
6.根据权利要求5所述的功率合成模块，其特征在于，所述谐波抑制电路(4)包括第五电感(41)和电容(42)；
所述第五电感(41)的第一端为所述谐波抑制电路(4)的第一端，所述第五电感(41)的第二端与电容(42)的第一端连接；
所述电容(42)的第二端为所述谐波抑制电路(4)的第二端。
7.一种功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括差分放大模块(5)和权利要求1至6中任一项所述的功率合成模块；
所述差分放大模块(5)包括第一输入端(51)、第二输入端(52)、第一输出端(53)、第二输出端(54)；
所述第一输入端(51)用于接收输入信号，所述第二输入端(52)接地，所述第一输出端(53)与所述功率合成模块中第一信号放大电路(1)的第二端连接，所述第二输出端(54)与所述功率合成模块中第二信号放大电路(2)的第二端连接。
8.根据权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，所述差分放大模块(5)包括第一级差分放大电路(55)和第二级差分放大电路(56)；
所述第一级差分放大电路(55)的两个输入端分别为所述第一输入端(51)和第二输入端(52)，所述第一级差分放大电路(55)的两个输出端分别与所述第二级差分放大电路(56)的两个输入端连接；
所述第二级差分放大电路(56)的两个输出端分别为所述第一输出端(53)和第二输出端(54)。
9.根据权利要求8所述的功率放大器，其特征在于，所述差分放大模块(5)包括2N路第二级差分放大电路(56)，N≥1，N为整数；
在所述2N路第二级差分放大电路(56)中，每两路第二级差分放大电路(56)作为一组放大电路；
在每一组所述放大电路的两路第二级差分放大电路(56)中，一路第二级差分放大电路(56)的输出端与所述功率合成模块中的一个基于变压器耦合的第一放大器(11)连接，另一路第二级差分放大电路(56)的输出端与所述功率合成模块中一个基于变压器耦合的第二放大器(12)连接。
10.根据权利要求9所述的功率放大器，其特征在于，所述第二级差分放大电路(56)包括第一差分放大电路(561)和第二差分放大电路(562)；
在每一路第二级差分放大电路(56)中，第一差分放大电路(561)的两个输入端与这一路第二级差分放大电路(56)的一个输入端连接，第二差分放大电路(562)的两个输入端与这一路第二级差分放大电路(56)的另一个输入端连接，第一差分放大电路(561)的两个输出端与这一路第二级差分放大电路(56)的一个输出端连接，第二差分放大电路(562)的两个输出端与这一路第二级差分放大电路(56)的另一个输出端连接。
11.根据权利要求9或10所述的功率放大器，其特征在于，
所述第一级差分放大电路(55)和第二级差分放大电路(56)之间设置有开关，所述开关用于导通或断开所述第一级差分放大电路(55)和第二级差分放大电路(56)的连接。
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