一種功率放大器及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種功率放大器及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)是目前信息網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的重要趨勢，被稱為計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，其中無線射頻識別技術(shù)RFID已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一。RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，以其識別可無線讀寫、信號穿透能力強、距離遠、使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)性好、可多標(biāo)簽同時識別、信息存儲容易大和數(shù)據(jù)可改寫等優(yōu)點，近年來得到廣泛應(yīng)用。
[0003]在無源UHFRFID系統(tǒng)中，為了完成讀寫器和標(biāo)簽之間的正常通信，讀寫器需要持續(xù)給標(biāo)簽提供能量。尤其對于需要遠距離(10米以上)讀取標(biāo)簽的情況，讀寫器的天線端口典型情況下需要輸出1W的輸出功率。并考慮到讀寫器中的功率放大器后面的無源器件如定向耦合器、開關(guān)以及饋線的插損，功率放大器需要輸出2W的功率，兼顧線性度要求，采用Class A或者Class AB結(jié)構(gòu)的功率放大器的效率只有15%?20%左右，因此僅僅功率功率放大器的電源需要提供超過10W以上的功率。當(dāng)這樣的讀寫器模塊嵌入到手持機中，不光會影響電池的壽命，也會增加散熱的設(shè)計難度，進而影響整個整機的可靠性?；谝陨系目紤]，在保證線性度要求下，提高讀寫器中功率放大器的效率具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種功率放大器，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的效率較低，線性度較低的問題。
[0005]本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供上述功率放大器的應(yīng)用。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種功率放大器，它包括耦合器、功率放大器1、功率放大器2、和合路器；
[0008]其中，
[0009]功率放大器1為高效率的C類放大器，具有高增益，工作在飽和區(qū)；
[0010]功率放大器2為低效率，高線性度A類放大器，具有低增益。
[0011]其中，功率放大器1將耦合器耦合過來的射頻調(diào)制信號限幅輸出并去除調(diào)制信號，只輸出載波信號。
[0012]其中，功率放大器2實現(xiàn)調(diào)制功能。
[0013]其中，合路器將功率放大器1輸出的載波信號和功率放大器2輸出的調(diào)制通過合路器合成一路調(diào)制信號。
[0014]上述功率放大器在無源UHFRFID讀寫器系統(tǒng)中的應(yīng)用。
[0015]其中，所述的應(yīng)用方法為無源UHFRFID讀寫器射頻發(fā)射機的驅(qū)動放大器的輸出接高效率和高線性度的功率放大器的輸入，而高效率和高線性度功率放大器的輸出接板級的耦合器，其他部分是通用的無源UHF RFID讀寫器電路結(jié)構(gòu)。
[0016]上述功率放大器在無源UHF RFID手持讀寫機中的應(yīng)用。
[0017]上述功率放大器在符合無源UHF RFID國家標(biāo)準(zhǔn)或國家軍用標(biāo)準(zhǔn)讀寫器系統(tǒng)中的應(yīng)用。
[0018]有益效果:
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的高功率輸出主要通過高效率的功率放大器1實現(xiàn)，而高線性度和低效率的功率放大器2只需要實現(xiàn)調(diào)制功能，使得本發(fā)明具有高效率和不損失線性度的優(yōu)點。本發(fā)明應(yīng)用于無源UHF RFID讀寫器中，可使無源UHF RFID讀寫器具有更高的效率和高的線性度。本發(fā)明應(yīng)用于無源UHF RFID手持讀寫機，可使無源UHF RFID手持讀寫機具有長電池壽命、低散熱、高可靠性的特點。對于實現(xiàn)UHF RFID國家標(biāo)準(zhǔn)或國家軍用標(biāo)準(zhǔn)中的30 %調(diào)制深度的調(diào)制信號，新的功率放大器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的功率放大器結(jié)構(gòu)相比，效率從15%?20%提高到40%以上。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021 ]圖2為采用傳統(tǒng)功率放大器的無源UHF RFID系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖3為采用本發(fā)明的UHFRFID讀寫器框圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例1
[0024]如圖1所示的功率放大器，它包括耦合器(1)、功率放大器1(2)、功率放大器2(3)、和合路器(4)。
[0025]功率放大器1(2)為高效率的C類放大器，具有高增益，工作在飽和區(qū)；其中，功率放大器1(2)將耦合器耦合過來的射頻調(diào)制信號限幅輸出并去除調(diào)制信號，只輸出載波信號。
[0026]功率放大器2(3)為低效率，高線性度A類放大器，具有低增益，實現(xiàn)調(diào)制功能。
[0027]合路器(4)將功率放大器1(2)輸出的載波信號和功率放大器2 (3)輸出的調(diào)制通過合路器合成一路調(diào)制信號。
[0028]實施例2
[0029]圖2為采用傳統(tǒng)功率放大器的無源UHFRFID系統(tǒng)的示意圖。
[0030]在無源UHFRFID系統(tǒng)中，為了完成讀寫器和標(biāo)簽之間的正常通信，讀寫器需要持續(xù)給標(biāo)簽提供能量。尤其對于需要遠距離(10米以上)讀取標(biāo)簽的情況，讀寫器的天線端口典型情況下需要輸出1W的輸出功率。并考慮到讀寫器中的功率放大器后面的無源器件如定向耦合器、開關(guān)以及饋線的插損，功率放大器需要輸出2W的功率，兼顧線性度要求，采用Class A或者Class AB結(jié)構(gòu)的功率放大器的效率只有15%?20%左右，因此僅僅功率功率放大器的電源需要提供超過10W以上的功率。當(dāng)這樣的讀寫器模塊嵌入到手持機中，不光會影響電池的壽命，也會增加散熱的設(shè)計難度，進而影響整個整機的可靠性。
[0031]采用新的功率放大器電路結(jié)構(gòu)很容易的應(yīng)用到無源UHFRFID讀寫器系統(tǒng)中，如圖3所示。
[0032]其中，射頻發(fā)射機的驅(qū)動放大器的輸出接功率放大器的輸入，而功率放大器的輸出接板級的耦合器，其他部分是通用的讀寫器電路結(jié)構(gòu)。新的功率放大器和傳統(tǒng)的的功率放大器實現(xiàn)同樣的功能，但具有更尚的效率和尚的線性度。
[0033]實施例3
[0034]本發(fā)明的高效率和高線性度的功率放大器可應(yīng)用在符合無源UHF RFID國家標(biāo)準(zhǔn)或國家軍用標(biāo)準(zhǔn)讀寫器系統(tǒng)中。
[0035]對于實現(xiàn)UHF RFID國家標(biāo)準(zhǔn)或國家軍用標(biāo)準(zhǔn)中的30%調(diào)制深度的調(diào)制信號，采用新的功率放大器結(jié)構(gòu)，如果最終要求2W的調(diào)制信號的功率的80 %來自高效率(如65 %效率)的功率放大器1，而20 %，的功率來自低線性度和效率(如18 %效率)的功率放大器2，這樣新的功率放大器的效率約為42,5%( = (1.6/0.65+0.4/0.18)/2)，而能夠保持足夠的線性度。因此，新的功率放大器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的功率放大器結(jié)構(gòu)相比，效率從15 %?2 0 %提高到40%以上。
【主權(quán)項】
1.一種功率放大器，其特征在于，它包括耦合器(1)、功率放大器1 (2)、功率放大器2(3)、和合路器(4); 其中， 功率放大器1 (2)為高效率的C類放大器，具有高增益，工作在飽和區(qū)； 功率放大器2 (3)為低效率，高線性度A類放大器，具有低增益。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，功率放大器1(2)將耦合器耦合過來的射頻調(diào)制信號限幅輸出并去除調(diào)制信號，只輸出載波信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，功率放大器2(3)實現(xiàn)調(diào)制功能。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，合路器(4)將功率放大器1(2)輸出的載波信號和功率放大器2(3)輸出的調(diào)制通過合路器合成一路調(diào)制信號。5.權(quán)利要求1所述的功率放大器在無源UHFRFID讀寫器系統(tǒng)中的應(yīng)用。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的應(yīng)用方法為無源UHFRFID讀寫器射頻發(fā)射機的驅(qū)動放大器的輸出接高效率和高線性度的功率放大器的輸入，而高效率和高線性度功率放大器的輸出接板級的耦合器。7.權(quán)利要求1所述的功率放大器在無源UHFRFID手持讀寫機中的應(yīng)用。8.權(quán)利要求1所述的功率放大器在符合無源UHFRFID國家標(biāo)準(zhǔn)或國家軍用標(biāo)準(zhǔn)讀寫器系統(tǒng)中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種功率放大器，它包括耦合器、功率放大器1、功率放大器2、和合路器；其中，功率放大器1為高效率的C類放大器，具有高增益，工作在飽和區(qū)；功率放大器2為低效率，高線性度A類放大器，具有低增益。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的高功率輸出主要通過高效率的功率放大器1實現(xiàn)，而高線性度和低效率的功率放大器2只需要實現(xiàn)調(diào)制功能，使得本發(fā)明具有高效率和不損失線性度的優(yōu)點。
【IPC分類】G06K7/10, H03F3/68
【公開號】CN105490650
【申請?zhí)枴緾N201511023857
【發(fā)明人】江漢, 斯科特·邱, 朱曉東
【申請人】智坤（江蘇）半導(dǎo)體有限公司, 上海智坤半導(dǎo)體有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月31日