本發(fā)明涉及多爾蒂放大器。特別地而非排它地，本發(fā)明涉及能夠在寬的工作帶寬上放大信號的四路多爾蒂放大器。

背景技術：

調(diào)制射頻(rf)信號用于各種通信系統(tǒng)中，例如，移動電話、用于移動電話的蜂窩基站以及衛(wèi)星通信。在這些應用中，需要放大rf信號。

傳統(tǒng)放大器在正常工作期間具有輸入功率和效率之間以及輸入功率和輸出功率之間的大致線性關系。隨著輸入功率的增加，效率和輸出功率都增加。這意味著在可實現(xiàn)高效率之前需要高輸入功率。最終，放大器被驅(qū)動到飽和狀態(tài)，在飽和狀態(tài)中，輸入功率和輸出功率之間的關系是非線性的。在飽和狀態(tài)下，輸出功率不會增加很多。

由于在非線性區(qū)域中驅(qū)動放大器也增加了信號的失真，因此不希望運行放大器超過飽和狀態(tài)。這意味著當放大具有高輸入功率的rf信號時，傳統(tǒng)放大器不能在高效率區(qū)域中使用，傳統(tǒng)放大器必須在其效率低得多的線性區(qū)域中使用。為了克服這個問題，使用了多爾蒂拓撲放大器。

多爾蒂放大器具有主放大器和峰值放大器。所述主放大器是ab類放大器。所述峰值放大器是c類放大器，當所述主放大器開始飽和時，所述c類放大器開始在更高的輸入功率水平上工作。隨著輸入功率的進一步增加，所述峰值放大器以在一個寬的功率動態(tài)范圍內(nèi)保持效率的方式來調(diào)制主放大器的負載。

在使用中，輸入信號被劃分并提供給所述主放大器和所述峰值放大器。兩個放大器的輸出被組合以提供一個經(jīng)放大的輸出信號。在低輸入功率下，只有主放大器可工作。在高輸入功率下，峰值放大器也可工作。通過使用這種設置，可以實現(xiàn)高效率。

通信系統(tǒng)中的rf信號通常具有平均功率與峰值功率的高比率(有時為8db或更高)。為了確保多爾蒂放大器工作在輸入端的整個功率范圍內(nèi)的線性區(qū)域中以便放大器是高效的并且具有減小的信號失真，多爾蒂放大器以相對于可能的最大值而言降低后的輸入功率工作。這被稱為在回退模式下運行放大器。

已經(jīng)使用具有兩個峰值放大器的多爾蒂放大器(也稱為三路多爾蒂放大器)來提高回退模式下的工作效率和功率輸出。在低功率下，只有主放大器可工作。在高功率下，兩個峰值放大器都可工作。在中間功率水平下，只有其中一個多爾蒂放大器可工作。

阿爾卡特朗訊的ep2403135提出了一種四路多爾蒂功率放大器，所述四路多爾蒂功能放大器包括主放大器以及第一峰值放大器、第二峰值放大器和第三峰值放大器，這些放大器的輸出端通過阻抗網(wǎng)絡耦合到輸出節(jié)點。所述主放大器通過第一阻抗逆變四分之一波長傳輸線而耦合到所述輸出節(jié)點。所述第一峰值放大器通過第二阻抗逆變四分之一波長傳輸線和第三阻抗逆變四分之一波長傳輸線而耦合到所述輸出節(jié)點，以便在所述第一峰值放大器和所述輸出節(jié)點之間提供合成的非逆變阻抗，并且所述第二峰值放大器耦合到所述第二傳輸線和所述第三傳輸線之間的節(jié)點。所述第三峰值放大器直接耦合到所述輸出節(jié)點。所述輸出節(jié)點通過阻抗變換四分之一波長傳輸線而連接到輸出負載。

在雙路多爾蒂放大器，三路多爾蒂放大器或四路多爾蒂放大器中，需要一電路來劃分輸入信號并組合輸出信號以使得來自不同放大器的信號是相位和阻抗匹配，該電路會導致如下瓶頸，該瓶頸限制了可使用放大器的頻率。例如，在分配有范圍從0.7ghz至2.7ghz的頻帶的蜂窩基站中，多爾蒂放大器可以僅具有大約5％的相對帶寬，從而每個放大器將僅能夠在單個頻帶上工作。因此，為了覆蓋整個帶寬，必須實現(xiàn)大量不同的放大器，這在時間和資源上是昂貴的，并且功耗方面是低效的。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種具有一組放大器的多爾蒂放大器，該組放大器包括主放大器和至少一個峰值放大器，該組放大器中的每個放大器具有輸入端和輸出端，所述至少一個峰值放大器配置為在各自的閾值功率處開始工作，所述多爾蒂放大器進一步包括：多爾蒂放大器輸出節(jié)點，所述多爾蒂放大器輸出節(jié)點通過阻抗網(wǎng)絡耦合到該組放大器的輸出端，所述阻抗網(wǎng)絡包括：阻抗逆變元件和耦合到該組放大器的輸出端的匹配系統(tǒng)；所述阻抗逆變元件配置為在所述多爾蒂放大器輸出節(jié)點處匹配該組放大器的輸出的阻抗，所述匹配系統(tǒng)配置為進行所述主放大器的調(diào)制阻抗輸出到所述峰值放大器的阻抗的阻抗匹配。

所述匹配系統(tǒng)可包括：初級匹配元件和次級匹配元件，所述初級匹配元件耦合到該組放大器中的第一放大器的輸出端，所述次級匹配元件耦合到該組放大器中的第二放大器的輸出端。

所述初級匹配元件可包括單個180度傳輸線；且所述次級匹配元件可包括單個180度傳輸線。

所述180度傳輸線可具有特性阻抗，當只有所述主放大器工作時，該特性阻抗與使用時阻抗匹配預定負載所需的輸出阻抗相對應。

可替代地，所述初級匹配元件可包括串聯(lián)連接的第一90度傳輸線和第二90度傳輸線，并且所述次級匹配元件可包括串聯(lián)連接的第三90度傳輸線和第四90度傳輸線。

所述第二90度傳輸線和第四90度傳輸線可具有特性阻抗，當只有所述主放大器工作時，該特性阻抗與使用時阻抗匹配預定負載而從傳輸線所需的輸出阻抗相對應；并且所述第一90度傳輸線和所述第二90度傳輸線可配置為對通過它們的信號施加阻抗變換。

所述多爾蒂放大器可以是四路多爾蒂放大器，所述四路多爾蒂放大器具有主放大器以及第一峰值放大器、第二峰值放大器和第三峰值放大器。

所述初級匹配元件可耦合到所述第三峰值放大器的輸出端；所述次級匹配元件可耦合到所述第二峰值放大器的輸出端；所述主放大器的輸出端可與所述第三峰值放大器的輸出端組合，以在第一組合節(jié)點處提供第一組合信號，所述第一組合節(jié)點設置在所述第三峰值放大器的輸出端和所述初級匹配元件之間；并且所述第一峰值放大器的輸出端可與所述第二峰值放大器的輸出端組合，以在第二組合節(jié)點處提供第二組合信號，所述第二組合節(jié)點設置在所述第二峰值放大器的輸出端和所述次級匹配元件之間。

所述主放大器和所述第三峰值放大器可被包括在第一集成多爾蒂放大器中；所述第一峰值放大器和所述第二峰值放大器可被包括在第二集成多爾蒂放大器中；以及所述第一90度傳輸線和所述第二90度傳輸線可設置在所述第一集成多爾蒂放大器的輸出端和所述輸出節(jié)點之間，且所述第三90度傳輸線和所述第四90度傳輸線可設置在所述第二集成多爾蒂放大器的輸出端和所述輸出節(jié)點之間。

所述第一集成多爾蒂放大器可設置在第一管芯上，且所述第二集成多爾蒂放大器可設置在第二管芯上，所述第一管芯和所述第二管芯設置在第一器件封裝中。

該組放大器中的每個放大器可以設置在單獨的管芯上，其中，所述第一峰值放大器和所述第二峰值放大器可以設置在第一器件封裝中，且所述主放大器和所述第三峰值放大器可以設置在第二器件封裝中。

所述多爾蒂放大器可包括：耦合到所述多爾蒂放大器輸出節(jié)點的無源帶寬修改器，所述無源帶寬修改器配置為增加所述阻抗網(wǎng)絡中的阻抗逆變器的工作帶寬。

所述無源帶寬修改器可包括從組中選擇的元件，所述組包括：耦合到所述多爾蒂放大器輸出節(jié)點的開路180度傳輸線；以及耦合到所述多爾蒂放大器輸出節(jié)點和電路接地的短路90度傳輸線。

所述多爾蒂放大器可設置為在1.8ghz至2.2ghz的范圍內(nèi)工作。

所述多爾蒂放大器可允許在更寬的頻率范圍內(nèi)的信號的阻抗和相位匹配，這可以增加所述多爾蒂放大器的工作帶寬。本發(fā)明的上述方面中的至少一些提供了可以在多頻帶rf通信系統(tǒng)中使用的寬帶多爾蒂放大器。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種蜂窩基站，所述蜂窩基站包括根據(jù)所述第一方面的多爾蒂放大器。

本發(fā)明同樣提供了一種多爾蒂放大器，所述多爾蒂放大器包括：主放大器以及第一峰值放大器、第二峰值放大器和第三峰值放大器，每個放大器具有輸入端和輸出端。所述放大器進一步包括：組合網(wǎng)絡，所述組合網(wǎng)絡配置為將在所述主放大器的輸出端和所述峰值放大器的輸出端出現(xiàn)的信號進行組合，所述主放大器的輸出端和所述峰值放大器的輸出端在組合節(jié)點處組合。根據(jù)本發(fā)明，所述組合網(wǎng)絡包括：設置在所述主放大器的輸出端和所述第三峰值放大器的輸出端之間的第一阻抗逆變器，設置在所述第二峰值放大器和所述第一峰值放大器的輸出端之間的第二阻抗逆變器，設置在所述第二峰值放大器的輸出端和中間節(jié)點之間的第一180度移相器，設置在所述第三峰值放大器的輸出端和所述組合節(jié)點之間的第二180度移相器；以及設置在所述組合節(jié)點和所述中間節(jié)點之間的第三阻抗逆變器。

所述第一峰值放大器、所述第二峰值放大器和第三峰值放大器可配置為分別在第一輸入功率閾值、第二輸入功率閾值和第三輸入功率閾值處變得工作，其中，所述主放大器配置為在第零輸入功率閾值處變得工作，其中，所述第一輸入功率閾值大于所述第零輸入功率閾值且小于所述第二輸入功率閾值和所述第三輸入功率閾值。

所述第三輸入功率閾值可大于所述第二輸入功率閾值。

所述第一180度移相器和/或所述第二180度移相器可包括串聯(lián)連接的第四阻抗逆變器和第五阻抗逆變器，其中，所述第四180度逆變器和第五阻抗逆變器的阻抗變換比是不同的。

所述多爾蒂放大器可進一步包括：連接在所述組合節(jié)點和負載之間的阻抗匹配網(wǎng)絡，所述多爾蒂放大器進一步包括：連接到所述組合節(jié)點的開路的第三個180度移相器或連接到所述組合節(jié)點的短路的第六阻抗逆變器。

所述阻抗匹配網(wǎng)絡可包括第七阻抗逆變器。

所述第一180度移相器、第二180度移相器和/或第三180度移相器可包括180度傳輸線。所述第一180度傳輸線、所述第二180度傳輸線和/或所述第三180度傳輸線可包括在其長度上的均勻特征阻抗。

可替換地，所述第一180度移相器、第二180度移相器和/或第三180度移相器可包括π-網(wǎng)絡，所述π-網(wǎng)絡包括接地的第一電容器、接地的第二電容器以及設置在所述第一電容器和所述第二電容器之間的第一電感器。這里，所述第一電容器和所述第二電容器中的至少一個至少部分地由所述主放大器的寄生電容、所述第一峰值放大器的寄生電容、所述第二峰值放大器的寄生電容或所述第三峰值放大器的寄生電容而形成。

所述第一阻抗逆變器、所述第二阻抗逆變器、所述第三阻抗逆變器、所述第四阻抗逆變器、所述第五阻抗逆變器、所述第六阻抗逆變器和所述第七阻抗逆變器中的至少一個可包括90度的傳輸線?？商鎿Q地，所述第一阻抗逆變器、所述第二阻抗逆變器、所述第三阻抗逆變器、所述第四阻抗逆變器、所述第五阻抗逆變器、所述第六阻抗逆變器和所述第七阻抗逆變器中的至少一個包括另一個π-網(wǎng)絡，所述另一個π-網(wǎng)絡包括接地的第三電容器、接地的第四電容器和設置在所述第三電容器和所述第四電容器之間第二電感器。這里，所述第三電容器和所述第四電容器中的至少一個至少部分地由所述主放大器的寄生電容、所述第一峰值放大器的寄生電容、所述第二峰值放大器的寄生電容或所述第三峰值放大器的寄生電容而形成。

所述主放大器和所述第三峰值放大器可被包括在第一集成多爾蒂放大器中，并且所述第一峰值放大器和所述第二峰值放大器可被包括在第二集成多爾蒂放大器中，其中，所述第一集成多爾蒂放大器可設置在第一管芯上，且所述第二集成多爾蒂放大器可設置在第二管芯上，其中，所述第一管芯和第二管芯優(yōu)選地設置在第一器件封裝中。

所述多爾蒂放大器可設置為在1.8ghz至2.2ghz的范圍內(nèi)工作。

本發(fā)明進一步提供了一種蜂窩基站，所述蜂窩基站包括如上描述的多爾蒂放大器。

本發(fā)明的這些和其他方面將通過參照以下描述的實施方式而變得明顯并得以闡明。

附圖說明

將僅通過示例的方式參考附圖來描述實施例，其中：

圖1示出了具有匹配系統(tǒng)的四路多爾蒂放大器；

圖2示出了具有匹配系統(tǒng)的多爾蒂放大器的替代示例；

圖3示出了具有匹配系統(tǒng)的雙路多爾蒂放大器；

圖4a和4b示出了使用集成的多爾蒂放大器實現(xiàn)的具有匹配系統(tǒng)的四路多爾蒂放大器的示例；

圖5示出了具有帶寬修改器的多爾蒂放大器的示例；

圖6a示出了包含帶寬修改器的圖1的doherty放大器；

圖6b示出了包含帶寬修改器的圖4a和4b的多爾蒂放大器；

圖7a示出了圖6a的多爾蒂放大器的模擬帶寬響應；

圖7b示出了圖6b的多爾蒂放大器的模擬增益和回波損耗；以及

圖7c示出了圖6b的多爾蒂放大器的模擬效率。

應當注意，附圖是示意性的并且不是按比例繪制的。在圖中，為了清楚和方便起見，這些圖中所示的部件的相關尺寸和比例在大小上進行了放大或縮小。相同的附圖標記通常用于指示在改變的不同實施例中對應的或相似的特征。

具體實施方式

圖1示出了四路多爾蒂放大器100的示例。多爾蒂放大器100包括：輸入級102、放大器級104和輸出級106。

輸入級102配置為接收rf輸入信號，并將信號劃分成單獨的部分，這些單獨的部分被提供給放大器級104。

放大器級104接收單獨的信號并放大單獨的信號以提供單獨的放大信號。

輸出級106包括：組合電路108，組合電路108配置為重組單獨的信號以提供放大的rf輸出信號。輸出信號被提供給負載110。組合電路108配置為將單獨的放大信號阻抗匹配到輸出負載110。

阻抗匹配將相移引入到單獨的放大信號中。然而，當組合單獨的信號時，還希望單獨的信號是相位匹配的，因此在輸入級102中引入相應的相移。

其結(jié)果是，在放大器級104處，分離的信號具有與彼此以及與輸入信號相同的頻率，且分離的信號彼此異相并且相對于輸入信號而言功率降低。組合電路108施加進一步的頻率變化，使得經(jīng)劃分的信號是阻抗和相位匹配的。

在圖1所示的實施例中，輸入級102包括：接收輸入信號的輸入節(jié)點112，以及輸出經(jīng)劃分的信號的第一連接線、第二連接線、第三連接線和第四連接線16a-d。

在輸入節(jié)點112之后，輸入信號在第一劃分節(jié)點114a處被劃分成第一部分和第二部分。

輸入信號的第一部分通過第一輸入傳輸線118a傳遞。在第二劃分節(jié)點114b處，輸入信號的第一部分進一步被劃分以形成輸入信號的第一子部分和輸入信號的第二子部分。

第一子部分被提供在第一輸入線116a上。輸入信號的第二子部分通過第二傳輸線118b傳遞，并被提供在第四連接線116d上。

在第一劃分節(jié)點114a之后，輸入信號的第二部分在第三劃分節(jié)點114c處再次被劃分以形成輸入信號的第三子部分和輸入信號的第四子部分。

輸入信號的第三子部分被提供在第二連接線116b上，輸入信號的第四子部分被提供到第三連接線116c上。

如上所述，輸入信號的各子部分具有相同的頻率且彼此異相，并且相對于輸入信號而言功率降低。每個傳輸線118偏移通過該傳輸線的信號的相位。輸入傳輸線118是四分之一波長傳輸線，四分之一波長傳輸線在通過四分之一波長傳輸線的信號中引入四分之一波長(90度)相移。

在連接線116上提供的輸入信號的分離的子部分相對于輸入信號具有以下相移：

第一連接線116a(第三子部分)：90度；

第二連接線116b(第四子部分)：0；

第三連接線116c(第二子部分)：90度；

第四連接線116d(第一子部分)：180度。

放大器級104包括一組四個放大器120、122a-c。放大器120、122a-c將信號的子部分作為輸入，對子部分進行放大以提供放大的子部分。放大的子部分被提供在第一輸出線，第二輸出線，第三輸出線和第四輸出線124a-d上。

輸入級102的第一連接線116a提供輸入信號的第一子部分作為多爾蒂放大器100的主放大器120的輸入。輸入信號的第一子部分被放大，并且輸入信號的第一放大子部分被提供在第一輸出線124a上。

如上所述，主放大器120作為ab類放大器工作，并且主放大器120被構(gòu)造和設置為當有輸入信號時總是可工作的。

輸入級102的第二連接線116b提供輸入信號的第三子部分作為第一峰值放大器122a的輸入。輸入信號的第三子部分被放大，并且輸入信號的第三放大子部分被提供在第二輸出線124b上。

輸入級102的第三連接線116c提供輸入信號的第四子部分作為第二峰值放大器122b的輸入。輸入信號的第四子部分被放大，并且輸入信號的第四放大子部分被提供在第三輸出線124c上。

輸入級102的第四連接線116d提供輸入信號的第二子部分作為第三峰值放大器122c的輸入。輸入信號的第二子部分被放大，并且輸入信號的第二放大子部分被提供在第四輸出線124b上。

如上所述，峰值放大器122作為c類放大器工作，并且一旦輸入信號高于某一閾值時，峰值放大器122就被控制為可工作。在當前的示例中，設置閾值以使得隨著輸入功率的增加，第一峰值放大器122a首先變得可工作，第二峰值放大器122b和第三峰值放大器122c接著變得可工作。第二峰值放大器122b和第三峰值放大器122c通常以大致相同的閾值變得可工作。

組合電路108從輸出線路124接收信號并將接收到的信號組合以在輸出節(jié)點126處提供輸出信號。在下面的描述中，將假設該信號使得所有放大器120、122都可工作(也稱為狀態(tài)1運行)。

在第一輸出線124a上承載的輸入信號的第一放大子部分和在第四輸出線124d上承載的輸入信號的第二放大子部分在第一組合節(jié)點130a處組合。這提供了該信號的第一組合部分。

在第一組合節(jié)點130a之前，通過經(jīng)過第一輸出傳輸線128a傳送第一放大子部分，第一放大子部分和第二放大子部分在第一組合節(jié)點130a處是阻抗匹配的。

第一輸出傳輸線128a向該信號的第一放大子部分提供90度的相位差。該相位差由第二輸入傳輸線118b補償，因此，輸入信號的第一放大子部分和輸入信號的第二放大子部分在第一組合節(jié)點130a處也是相位匹配的。

類似地，在第二輸出線124b上承載的輸入信號的第三放大子部分和在第三輸出線124c上承載的輸入信號的第四放大子部分在第二組合節(jié)點130b處組合。這提供了該信號的第二組合部分。

在第二組合節(jié)點130b之前，通過經(jīng)過第二輸出傳輸線128b傳送第三放大子部分，第三放大子部分和第四放大子部分在第二組合節(jié)點130b處是阻抗匹配的。

第二輸出傳輸線128b向該信號的第三放大子部分提供90度的相位差。該相位差由第三輸入傳輸線118c補償，因此，輸入信號的第三放大子部分和輸入信號的第四放大子部分在第二組合節(jié)點130b處也是相位匹配的。

信號的第一組合部分和信號的第二組合部分在輸出節(jié)點126處組合成輸出信號。

在第二輸出節(jié)點126之前，通過經(jīng)過第三輸出傳輸線128c傳遞信號的第二組合部分，信號的第一組合部分和信號的第二組合部分在輸出節(jié)點126處是阻抗匹配的。

第三輸出傳輸線128c向信號的第三放大子部分提供90度的相位差。該相位差由第一輸入傳輸線118a補償，因此，信號的第一組合部分和信號的第二組合部分在第二組合節(jié)點130b處也是阻抗匹配的。

輸出節(jié)點126可以耦合到具有特性阻抗的負載110。可以提供輸出阻抗轉(zhuǎn)換器(outputimpedanceconverter)136以將輸出節(jié)點126阻抗匹配到負載110。

在一個說明性示例中，負載110可以是50歐姆負載，并且在輸出節(jié)點126處的阻抗可以匹配到12.5歐姆。為了實現(xiàn)在輸出節(jié)點126和負載110之間正確的阻抗匹配，輸出阻抗逆變器(outputimpedanceinverter)136需要25歐姆的特性阻抗(z0)。

選擇50歐姆輸出負載110作為說明性示例，因為這是用于電路設計的常用負載，并且通過使用該負載，多爾蒂放大器100將與設計為相同負載的電路元件兼容。

為了實現(xiàn)輸出線124之間所需的阻抗匹配，第一輸出傳輸線128a和第二輸出傳輸線128b具有50歐姆的z0，第三輸出傳輸線128c具有25歐姆的z0。

在上面的討論中，已經(jīng)假設了狀態(tài)1運行。多爾蒂放大器也可以在狀態(tài)2和狀態(tài)3下運行。在狀態(tài)2運行中，只有主放大器120和第一峰值放大器120a可工作。在狀態(tài)3運行中，只有主放大器10可工作。

在狀態(tài)1運行和狀態(tài)2運行中，放大器120、122可以被認為等同于在第一組合節(jié)點130a處具有25歐姆阻抗的第一負載和在第二組合節(jié)點130b處具有25歐姆阻抗的第二負載。在狀態(tài)3運行中，放大器級104可以被認為等同于在第一組合節(jié)點130處具有200歐姆阻抗的負載和在第二組合節(jié)點130b處的開路。

組合電路108在所有三種運行狀態(tài)下執(zhí)行阻抗匹配。組合電路108的阻抗匹配響應可以通過回波來測量?；夭〒p耗是反射的信號的比例，而不是進一步沿著電路傳輸?shù)男盘柕谋壤?/p>

回波損耗取決于輸入信號的頻率，并因此取決于信號的子部分的頻率。在中心工作頻率處，回波損耗將是最小的。隨著頻率偏離該中心工作頻率(更高或更低)，回波損耗增加。限定多爾蒂放大器的工作帶寬的一種方法是回波損耗低于閾值的頻率范圍。相對工作帶寬可由下式給出：

其中，f2是工作帶寬的上限，f1是工作帶寬的下限。

通常，因為頻率隨工作頻率的變化而變化，回波損耗快速增加，所以如上所述的組合電路108具有相對窄的工作帶寬，約10％。

為了解決這個問題，可以在第一組合節(jié)點130a、第二組合節(jié)點130b和輸出節(jié)點126之間提供匹配系統(tǒng)132。

在一個示例中，匹配系統(tǒng)132包括設置在第一組合節(jié)點130a和輸出節(jié)點126之間的初級匹配元件134a和設置在第二組合節(jié)點130b和輸出節(jié)點126之間的次級匹配元件134b。在該示例中，兩個匹配元件134均由180度傳輸線形成。

選擇用于初級匹配元件134a的z0以對應于在狀態(tài)3運行中初級匹配元件134a的輸出端所需的阻抗。為了使用具有z0等于25歐姆的輸出阻抗逆變器進行50歐姆輸出的阻抗匹配，第一匹配元件的z0等于12.5歐姆。選擇次級匹配元件134b的z0以匹配初級匹配元件134a。

由于傳輸線為180度傳輸線，所以匹配系統(tǒng)可以不影響系統(tǒng)在任何運行狀態(tài)下的阻抗匹配。此外，由于在第一組合節(jié)點130a和輸出節(jié)點126之間設置元件之一，在第二組合節(jié)點130b和輸出節(jié)點126之間設置了另一個元件，所以匹配系統(tǒng)可能不改變不同信號的相對相位，且信號仍然是相位匹配的。

然而，匹配系統(tǒng)132的效果可以是降低遠離中心工作頻率時回波損耗增加的速率，這在某些情況下可以增加多爾蒂放大器100的相對帶寬。

在狀態(tài)1運行和狀態(tài)2的運行中，在某些情況下，匹配系統(tǒng)132可以導致大約40％的帶寬。在狀態(tài)3運行中，帶寬例如可以是大約16％。

本領域技術人員將理解，可以通過組合電路108的不同設置來實現(xiàn)類似的效果。例如，匹配系統(tǒng)可以包括在每個輸出線124上的單獨的匹配元件。類似地，傳輸線不一定被使用，而可以使用諸如等效的c-l-cπ網(wǎng)絡的其他組件。

圖2示出了圖1的多爾蒂放大器100的替代設置。為了簡化起見，圖2僅示出了放大器級104和輸出級106。

如圖1的多爾蒂放大器100那樣，組合電路108從輸出線124接收信號并將接收到的信號組合以在輸出節(jié)點126處提供輸出信號。

組合節(jié)點130和輸出傳輸線128的設置與圖1中的相同。如上述所描述的示例中那樣，輸出傳輸線128中的每一個向通過它的信號提供90度的相移。

在圖2所示的示例中，初級匹配元件134a由第一初級匹配子元件134a-i和第二初級匹配子元件134a-ii組成，并且次級匹配元件134b由第一次級匹配子元件134b-i和第二次級匹配子元件134b-ii組成。子元件134中的每一個提供90度相移，因此，與圖1相比，整體相位關系不變。

因為匹配子元件134中的每一個現(xiàn)在施加90度相移，子元件134用于改變通過它們的信號的阻抗，因此，傳輸線和匹配子元件134的z0被調(diào)整以使得在輸出節(jié)點126處的總阻抗與圖1中的相同。

再次假設50歐姆負載110和具有z0等于25歐姆的輸出阻抗逆變器136：

第一輸出傳輸線128a的z0和第二輸出傳輸線128b的z0等于50歐姆；

第三輸出傳輸線128c的z0等于25歐姆；

第一初級匹配子元件134a-i和第一次級匹配子元件134b-1的z0等于(2.5×6.25)^1/2歐姆；以及

第二初級匹配子元件134a-ii和第二次級匹配子元件134b-ii的z0等于12.5歐姆。

輸出傳輸線路128與圖1中的相同，并且第二初級匹配子元件134a-ii和第二次級匹配子元件134b-ii被選擇為具有與圖1中的匹配元件相同的阻抗。選擇第一初級匹配子元件134a-i和第一次級匹配子元件134b-i以滿足所需的匹配條件。

匹配系統(tǒng)132也可以如圖3所示的在雙路多爾蒂放大器200中實現(xiàn)。如前面的示例中那樣，在50歐姆輸出負載110的上下文中考慮該系統(tǒng)。

雙路多爾蒂放大器200僅包括在放大器級104中的主放大器120和第一峰值放大器122a。在下面討論的示例中，多爾蒂放大器將以對稱的配置運行，盡管也可以使用非對稱的配置。

在輸入電路中，輸入信號在第一劃分節(jié)點處被劃分成第一部分和第二部分。第一部分直接提供給主放大器120，第二部分通過第一輸入傳輸線118a傳遞，然后到達第一峰值放大器122a。

在組合電路108中，主放大器120的輸出端設置在第一輸出線124a上，然后通過第一輸出傳輸線128a耦合到輸出節(jié)點。第一峰值放大器122a的輸出端設置在第二輸出線路124b上，并且直接耦合到輸出節(jié)點126。

在雙路多爾蒂放大器200中，匹配系統(tǒng)設置在兩條輸出線124a、124b上。初級匹配元件134a設置在主放大器120和第一輸出傳輸線128a之間。次級匹配元件134b設置在第一峰值放大器122a和輸出節(jié)點126之間。

第一輸出傳輸線128a在輸出節(jié)點126處組合的信號中引入90度相移。因此，第一輸入傳輸線118a也在信號中引入90度的相移。

由于雙路多爾蒂放大器200僅包括兩個放大器120、122a，所以輸出端的阻抗必須不同。為了與50歐姆輸出負載匹配，第一輸出傳輸線128a的z0為50歐姆，輸出阻抗逆變器136的z0為35.335歐姆。因此，為了使得匹配元件134的z0與匹配元件134的輸出端所需的阻抗相匹配，匹配元件的z0為100歐姆。

圖3示出了包括圖1的匹配系統(tǒng)132的雙路多爾蒂放大器200。這樣的系統(tǒng)的相對工作帶寬為26％。應當理解，圖2的匹配系統(tǒng)132也可以用在雙路多爾蒂放大器200中。

圖4a和4b示出了四路多爾蒂放大器100的另外的替代設置。圖4a示出了示意形式的多爾蒂放大器100，圖4b更詳細地示出了放大器級104和輸出級106。

圖3和圖4b中的多爾蒂放大器的放大器級104包括第一集成多爾蒂放大器202和第二集成多爾蒂放大器204。

集成的多爾蒂放大器202、204是使用由放大器的寄生電容和電感器形成的clcπ網(wǎng)絡來組合一對放大器之間的信號的多爾蒂放大器。類似的clc網(wǎng)絡也形成在集成的多爾蒂放大器202、204的輸入端上以劃分信號。集成的多爾蒂放大器允許提高放大器的效率。

圖3的多爾蒂放大器100的輸入級102相當于3db分離器(splitter)。在第一劃分節(jié)點114a處，信號被劃分為第一部分和第二部分。第一部分進一步通過第一輸入傳輸線118a而傳遞到第一集成多爾蒂放大器，第二部分直接傳遞到第二集成多爾蒂放大器204。

在一些示例中，阻抗匹配元件(未示出)可以設置在兩個集成的多爾蒂放大器202、204的輸入端上。第一阻抗匹配元件可以設置在第一輸入傳輸線118a和第一集成多爾蒂放大器202之間，并且第二阻抗匹配元件可以設置在第一劃分節(jié)點114a和第二集成多爾蒂放大器204之間。

在圖4a和4b中，第一集成多爾蒂放大器202由主放大器120和第三峰值放大器122c的組合而形成。

主放大器120由晶體管206形成。寄生電容形成在源極和柵極之間，以及形成在源極和漏極之間。圖4b中分別示出了主放大器輸入電容器210和主放大器輸出電容器212。

第三峰值放大器122c也由晶體管208c形成。與主放大器120一樣，寄生電容由第三峰值放大器輸入電容器214c和第三峰值放大器輸出電容器216c示出。

在第一集成多爾蒂放大器202內(nèi)，第一劃分電感器220a(圖4b中省略)耦合在主放大器120的輸入端和第三峰值放大器122c的輸入端之間，并且第一組合電感器218a連接在主放大器120的輸出端和第三峰值放大器122c的輸出端之間。

設置第一劃分電感器220a以使得主放大器120直接耦合到第一輸入傳輸線118a，并且第三峰值放大器122c通過第一輸入電感器220a而耦合到第一輸入傳輸線118a。主放大器120的輸出端通過第一組合電感器218a而耦合到第一組合節(jié)點130a，并且第三峰值放大器122c的輸出端直接耦合到第一組合節(jié)點130a。

第一組合電感器218a耦合到主放大器輸出寄生電容212和第三峰值放大器輸出寄生電容216c以形成clcπ-網(wǎng)絡。clcπ-網(wǎng)絡使主放大器120的輸出端和第三峰值放大器122c的輸出端在第一組合節(jié)點130a處是相位和阻抗匹配的。

第二集成多爾蒂放大器204由第一峰值放大器122a和第二峰值放大器122b的組合而形成。

第一峰值放大器122a由晶體管208a形成。寄生電容形成在源極和柵極之間，以及形成在源極和漏極之間。圖4b中分別示出了第一峰值放大器輸入電容器214a和第一峰值放大器輸出電容器216a。

第二峰值放大器122b也由晶體管208b形成。與第一峰值放大器120一樣，寄生電容由第二峰值放大器輸入電容器214b和第二峰值放大器輸出電容器216b示出。

在第二集成多爾蒂放大器204內(nèi)，第二劃分電感器220b(圖4b中省略)耦合在第一峰值放大器122a的輸入端和第二峰值放大器122b端的輸入端之間，并且第二組合電感器218b連接在第一峰值放大器122a的輸出端和第二峰值放大器122b的輸出端之間。

設置第二劃分電感器220b以使得第一峰值放大器122a直接耦合到第一劃分節(jié)點114a，并且第二峰值放大器122b通過第二輸入電感器220b而耦合到第一劃分節(jié)點114a。第一峰值放大器122a的輸出端通過第二組合電感器218b而耦合到第二組合節(jié)點130b，并且第二峰值放大器122b的輸出端直接耦合到第二組合節(jié)點130b。

第二組合電感器218b耦合到第一峰值放大器輸出寄生電容216a和第二峰值放大器輸出寄生電容216b以形成clcπ-網(wǎng)絡。clcπ-網(wǎng)絡使得第一峰值放大器122a的輸出端和第二峰值放大器122b的輸出端在第二組合節(jié)點130b處是相位和阻抗匹配的。

在第一組合節(jié)點和第二組合節(jié)點130之后，組合電路108和輸出級的結(jié)構(gòu)如圖2所述。與前面的例子一樣，第三輸出傳輸線引入90度相移，且第三輸出傳輸線的z0等于25歐姆。為了補償該相移，第一輸入傳輸線118a也引入90度相移。

與圖2中的示例不同，由每個匹配元件134引入的相移不都是90度。在當前示例中，第一初級匹配元件134a-i和第一次級匹配元件134b-i都引入74度相移，且第二初級匹配元件134a-ii和第二次級匹配元件134b-ii都引入了65度相移。這些值僅作為示例，并且可以使用任何合適的值來實現(xiàn)相位和阻抗匹配。

此外，集成多爾蒂放大器的輸出阻抗可能不同，因此，必須調(diào)整匹配元件的z0。與前述示例一樣，第二初級匹配元件134a-ii和第二次級匹配元件134b-ii的z0等于12.5歐姆，這對應于在元件的輸出端與50ω負載匹配所需的阻抗。第一初級匹配元件134a-i和第一次級匹配元件134b-i的z0等于7.5歐姆。

圖5示還出了另一個多爾蒂放大器100，該多爾蒂放大器具有增加的工作帶寬。為了清楚起見，再次僅示出放大器級104和輸出級106。輸入級102如參照圖1所述。

如圖1的多爾蒂放大器100那樣，組合電路108從輸出線124接收信號并將接收到的信號組合以在輸出節(jié)點126處提供輸出信號。

組合節(jié)點130和輸出傳輸線128的設置與圖1中的相同。如上述所描述的示例中那樣，輸出傳輸線128中的每一個向通過它的信號提供90度的相移。

圖5的多爾蒂放大器100包括帶寬修改器400。在圖5中，帶寬修改器400是傳輸線。帶寬修改器400的第一端耦合到輸出節(jié)點126。

在帶寬修改器400的第一示例中，傳輸線是180度傳輸線，并且傳輸線的第二端402保持開路。在帶寬修改器400的第二示例中，傳輸線是90度傳輸線，并且傳輸線的第二端402耦合到電路接地，形成短路。在這兩個例子中，傳輸線的z0都等于25歐姆。這被選擇為與第三輸出傳輸線128c相同。

帶寬修改器400可以通過在遠離中心工作頻率的頻率處減少回波損耗來增加第三輸出傳輸線128c的帶寬。

在狀態(tài)1運行和狀態(tài)2運行中，在一些情況下，帶寬修改器400可以導致大約35％的帶寬。在狀態(tài)3運行中，帶寬可以是大約20％。

本領域技術人員將理解，在其他示例中，可以使用等效的c-l-cπ-網(wǎng)絡代替?zhèn)鬏斁€用作帶寬修改器400。

圖5示出了使用帶寬修改器400而不使用匹配系統(tǒng)132。應當理解，帶寬修改器400和匹配系統(tǒng)132可以獨立地使用。然而，匹配元件也可以用在圖1、圖2或圖3的多爾蒂放大器100中。

例如，圖6a示出了圖1的多爾蒂放大器，該多爾蒂放大器具有180度開路帶寬修改器400，圖6b示出了圖3的多爾蒂放大器，該多爾蒂放大器具有180度開路帶寬修改器400。

修改器400也可以被添加到圖3的雙路多爾蒂放大器200。在這種情況下，修改器400根據(jù)其是開路或短路而具有相同的相移，且修改器400具有50歐姆的z0，這等同于第一輸出傳輸線128a的z0。

圖7a示出了圖6a的多爾蒂放大器100的模擬帶寬響應。示出了用于全功率運行的帶寬響應502以及用于在6db回退處運行的帶寬響應504。為了在蜂窩基站中使用，帶寬被限定為最佳響應502和回退響應504小于-25db的頻率范圍。因此，帶寬大于1.8ghz至2.2ghz(20％)。閾值的選擇僅是示例性的，并且可以使用任何閾值。

圖7b示出了在狀態(tài)3運行中圖6b的多爾蒂放大器100的模擬增益506和輸入回波損耗508(以db為單位)。為了在蜂窩基站中使用，帶寬被限定為回波損耗低于-15db并且增益大約為15db的頻率范圍。從圖7a可以看出，工作帶寬約為1.8ghz至2.2ghz(20％)。閾值的選擇僅是示例性的，并且可以使用任何閾值。

圖7c示出了根據(jù)圖6b的多爾蒂放大器100的輸出功率的模擬效率。較高的曲線組510示出了在1.8ghz和2.2ghz之間的不同頻率處的效率。較低的曲線顯示了兩個單獨集成的多爾蒂放大器(對稱，具有相同的柵極配置并在平衡配置中工作)的效率進行比較。

最大功率為大約52dbm。在8db的回退(44dbm)處，效率從40％提高到52％。在16db的回退(36dbm)處，效率從15％提高到23％。

多爾蒂放大器的不同級102、104、106可以單獨提供，使得放大器級104可以設置在第一封裝中，輸入級102可以分開地設置在第二封裝中或設置在印刷電路板上，并且組合電路108(以及可能的輸出級106的其余部分)可以分開地設置在第三封裝z中或設置印刷電路板上。然而，應當理解，可以實現(xiàn)其他封裝設置。

在不使用集成多爾蒂放大器架構(gòu)的多爾蒂放大器中，每個放大器120、122可以設置在單獨的半導體管芯上。然后主放大器120和第三峰值放大器122c可以設置在具有四個rf引線(兩個輸入，兩個輸出)的第一器件封裝中，并且第一峰值放大器122a和第二峰值放大器122b可以設置在具有四個rf引線第二器件封裝中。然后，器件封裝、輸入級102和組合電路108可以設置在印刷電路板上。輸出阻抗轉(zhuǎn)換器136和負載可以設置或可以不設置在電路板上。

在使用集成多爾蒂放大器架構(gòu)的情況下，主放大器120和第三峰值放大器122c可以設置在第一管芯上，并且第一峰值放大器122a和第二峰值放大器122b可以設置在第二管芯上。第一管芯和第二管芯可以設置在具有四個rf引線的單個器件封裝中。然后，器件封裝、輸入級102和組合電路108可以設置在印刷電路板上。輸出阻抗轉(zhuǎn)換器136和負載可以或可以不設置在電路板上。

在上面的描述中，假設所有三個峰值放大器122都可工作。應當理解，在一些或全部峰值放大器122不可工作的情況下，組合電路仍然用于在輸出節(jié)點126處對輸入信號的放大子部分進行相位和阻抗匹配。為此，如本領域技術人員將理解的，補償線可以包括在輸出線124上。

本領域技術人員將理解，上述討論的并在附圖中示出的輸入級102僅是示例性的。可以使用將rf信號作為輸入并且提供具有相同頻率和適當?shù)南嘁频膭澐中盘栆匝a償在組合電路108中引入的相移的任何合適的電路。

本領域技術人員還將理解，上述討論和附圖中所示的組合電路108也僅是示例性的。可以使用對劃分的信號進行組合并應用適當?shù)淖杩蛊ヅ涞娜魏魏线m的電路。

在上述描述和相關附圖中，已經(jīng)假設放大器120、122是具有柵極、源極和漏極的場效應晶體管(fet)，柵極電壓用于控制放大器導通的閾值功率。然而，應當理解，可以使用任何合適的晶體管或放大器。

將進一步理解，在以90度或180度相移來提及傳輸線的情況下，該相移代表多爾蒂放大器100的中心工作頻率處的理想相移。隨著工作頻率遠離中心工作頻率而變化，傳輸線的相移也將變化。例如，90度傳輸線可能導致在2ghz工作時的90度相移，1.8ghz工作時的80度相移和2.2ghz工作的100度相移。

從閱讀本公開，對于本領域技術人員來說，其他變化和修改將是明顯的。這樣的變化和修改可以涉及多爾蒂放大器領域中已知的等效和其它特征，并且其可以代替或附加于本文已經(jīng)描述的特征來使用。

雖然所附權(quán)利要求涉及特征的特定組合，但是應當理解，本發(fā)明公開的范圍還包括在這里明確或暗含公開的任何新穎的特征或任何新穎特征的組合或其任意的概括，而無論其是否涉及與當前在任何權(quán)利要求中要求保護的發(fā)明相同的發(fā)明，以及是否解決任何或者全部與本發(fā)明解決的相同的技術問題。

在單獨實施例的上下文中描述的特征也可以在單個實施例中組合提供。相反，為了簡潔起見，在單個實施例的上下文中描述的各種特征也可以單獨提供或以任何合適的子組合提供。申請人特此通知，在本申請或由其得出的任何另外申請的訴訟期間，可以對這些特征和/或這些特征的組合提出新權(quán)利要求。

為了完整起見，還指出，術語“包括”不排除其他元件或步驟，術語“一(a)”或“一個(an)”不排除多個，以及權(quán)利要求中的附圖標記不應被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。