專利名稱：射頻信號(hào)處理電路與正交功率放大器的制作方法
射頻信號(hào)處理電路與正交功率放大器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是關(guān)于一種功率放大器，特別關(guān)于一種可操作于單輸出模式與多輸出模式的功率放大器。相較于多輸出模式，當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)，信號(hào)的輸出功率可具有額外的 3dB增益。
背景技術(shù)：
便攜式無線通訊裝置，例如移動(dòng)通訊裝置、手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistants, PDA)、平板計(jì)算機(jī)、以及其它相關(guān)產(chǎn)品，通常需要有效率地以不同的功率傳送信息。因此，射頻(Radio Frequency，簡稱RF)傳送機(jī)的功率放大器必需產(chǎn)生大范圍的輸出功率用以傳送信息，并同時(shí)維持操作范圍的吞吐效率。傳統(tǒng)技術(shù)中，在單一上行鏈路路徑的設(shè)計(jì)中，當(dāng)需要增加輸出功率時(shí)，必須使用具有較高增益值的功率放大器。然而， 具有較高增益值的功率放大器需要較大的芯片面積。因此，實(shí)際上必須在芯片面積與輸出功率之間取舍。
另一方面，在多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，簡稱ΜΙΜΟ)系統(tǒng)中的多個(gè)上行鏈路路徑的設(shè)計(jì)中，當(dāng)使用天線分集(antenna diversity)時(shí)，可增加信號(hào)功率(例如，加倍)。然而，當(dāng)在一個(gè)信號(hào)處理路徑上的信號(hào)嚴(yán)重折損時(shí)，便無法獲得使用多個(gè)功率放大器的好處。
因此，需要一種全新的功率放大器，其可操作于單輸出模式與多輸出模式，并且同時(shí)維持放大效能。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供可操作于一單輸出模式與一多輸出模式的正交功率放大器，以及具有正交功率放大器耦接于其中的射頻信號(hào)處理電路。
本發(fā)明提供的一種正交功率放大器，可操作于一單輸出模式與一多輸出模式，包括第一正交耦合器、第一功率放大器、第二功率放大器以及第二正交耦合器。當(dāng)操作于該單輸出模式時(shí)，第一正交耦合器接收第一輸入信號(hào)，分離第一輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第一分離信號(hào)，并且移轉(zhuǎn)所述第一分離信號(hào)的相位，使得所述第一分離信號(hào)彼此之間具有90度相位差。第一功率放大器耦接至第一正交耦合器，用以接收并放大所述第一分離信號(hào)的一者，以產(chǎn)生第一放大信號(hào)。第二功率放大器耦接至第一正交耦合器，用以接收并放大所述第一分離信號(hào)的另一者，以產(chǎn)生一二放大信號(hào)。第二正交耦合器接收第一與第二放大信號(hào)，移轉(zhuǎn)第一與第二放大信號(hào)的相位，并合并第一與第二放大信號(hào)，以產(chǎn)生第一輸出信號(hào)。
本發(fā)明提供的一種射頻信號(hào)處理電路，耦接于一無線收發(fā)機(jī)模塊與至少一第一天線與一第二天線之間，包括一正交功率放大器。正交功率放大器可操作于單輸出模式與多輸出模式，并且包括耦接至無線收發(fā)機(jī)模塊的第一輸入端點(diǎn)與第二輸入端點(diǎn)，以及耦接至第一天線的第一輸出端點(diǎn)與耦接至該第二天線的第二輸出端點(diǎn)。當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)， 正交功率放大器自無線收發(fā)機(jī)模塊透過第一輸入端點(diǎn)接收第一輸入信號(hào)，分離第一輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第一分離信號(hào)，移轉(zhuǎn)所述第一分離信號(hào)的相位，并且更放大與合并所述第一分離信號(hào)，以產(chǎn)生第一輸出信號(hào)，其中第一輸出信號(hào)為第一輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，與第一輸入信號(hào)具有一既定相位差，并且被輸出至第一與第二天線的一者。
本發(fā)明提供的另一種射頻信號(hào)處理電路，耦接于無線收發(fā)機(jī)模塊與至少一第一天線與一第二天線之間，包括一正交功率放大器。正交功率放大器可操作于單輸出模式與多輸出模式，耦接至無線收發(fā)機(jī)模塊的第一輸入端點(diǎn)與第二輸入端點(diǎn)，以及耦接至第一天線的第一輸出端點(diǎn)與耦接至第二天線的第二輸出端點(diǎn)。當(dāng)正交功率放大器分別透過第一輸入端點(diǎn)與第二輸入端點(diǎn)自無線收發(fā)機(jī)模塊接收第一輸入信號(hào)與第二輸入信號(hào)時(shí)，正交功率放大器分別分離第一輸入信號(hào)與第二輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第一分離信號(hào)與兩個(gè)第二分離信號(hào)，并分別移轉(zhuǎn)所述第一分離信號(hào)與所述第二分離信號(hào)的相位，并且更分別放大與合并所述第一分離信號(hào)與所述第二分離信號(hào)，以產(chǎn)生第一輸出信號(hào)與第二輸出信號(hào)，并且輸出第一輸出信號(hào)至第二天線，以及輸出第二輸出信號(hào)至第一天線，其中第一輸出信號(hào)為第一輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與第一輸入信號(hào)具有一既定相位差，第二輸出信號(hào)為第二輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與第二輸入信號(hào)具有一既定相位差。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的正交功率放大器可根據(jù)基頻對(duì)抗上行鏈路通道狀況變化的需求，可啟動(dòng)不同的操作模式，使得涵蓋范圍、數(shù)據(jù)量、傳輸效率等可達(dá)到目標(biāo)的效能。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的通訊裝置方塊圖。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的正交功率放大器方塊圖。
圖3a是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的通訊裝置。
圖北是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所述的通訊裝置。
圖如是顯示根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施例所述的通訊裝置。
圖4b是顯示根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施例所述的通訊裝置。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)，由正交功率放大器所產(chǎn)生的信號(hào)的功率與相位變化示意圖。
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所述的當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)，由正交功率放大器所產(chǎn)生的信號(hào)的功率與相位變化示意圖。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的當(dāng)操作于多輸出模式時(shí)，由正交功率放大器所產(chǎn)生的信號(hào)的功率與相位變化示意圖。
圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所述的當(dāng)操作于多輸出模式時(shí)，由正交功率放大器所產(chǎn)生的信號(hào)的功率與相位變化示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)
100 通訊裝置；
101 基頻模塊；
102 無線收發(fā)機(jī)模塊；
103、303、403 射頻信號(hào)處理電路；
104、105 天線；
200,335,435 正交功率放大器；
201,202 正交耦合器；
203,204, PA 功率放大器；
331、332 開關(guān)；
333,334 低噪聲放大器；
336、337 雙工器；
436 開關(guān)；
ANT1、ANT2、BBTX、BBTX 1、BBTX2、BBRX 1、BBRX2、TX 1、TX2 端點(diǎn)；
S” S ι、Sn、Si2、S n、S ι” S2λ S 2、S21 λ S22、S 2ιλ S 22、S-SEL f曰"^。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的制造、操作方法、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉幾個(gè)較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下
實(shí)施例
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的通訊裝置方塊圖。通訊裝置100包括一基頻模塊101、一無線收發(fā)機(jī)模塊102、一射頻(Radio Frequency，簡稱RF)信號(hào)處理電路 103以及復(fù)數(shù)天線104與105。基頻模塊101可包括多個(gè)用以執(zhí)行基頻信號(hào)處理，包括模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換/數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換、增益調(diào)整、調(diào)變/解調(diào)變、編碼/解碼等的硬件裝置。無線收發(fā)機(jī)模塊102用以接收射頻信號(hào)，將接收到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為即將被基頻模塊101處理的基頻信號(hào)，或自基頻模塊101接收基頻信號(hào)，并將接收到的基頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成即將被傳送的射頻信號(hào)。無線收發(fā)機(jī)模塊102也可包含多個(gè)硬件裝置，以執(zhí)行射頻轉(zhuǎn)換。例如，無線收發(fā)機(jī)模塊102可包含一混頻器，用以將基頻信號(hào)乘上震蕩于無線通訊系統(tǒng)的一發(fā)射頻率的一載波。
射頻信號(hào)處理電路103可包括一或多個(gè)功率放大器，用以放大即將被傳送至無線接口(air interface)的射頻信號(hào)以及放大自天線接收到的射頻信號(hào)。當(dāng)操作于分時(shí)多工系統(tǒng)(Time Division Duplex，簡稱TDD)系統(tǒng)時(shí)，射頻信號(hào)處理電路103可更包括一或多個(gè)傳送/接收(transmit/receive，簡稱T/R)開關(guān)，用以于無線收發(fā)機(jī)模塊102以及天線 104與105之間切換上行鏈路路徑以及下行鏈路路徑。當(dāng)操作于分頻多工系統(tǒng)(Frequency Division Duplex，簡稱FDD)系統(tǒng)時(shí)，射頻信號(hào)處理電路103可更包括一或多個(gè)傳送/接收 (T/R)雙工器(Duplexer)，用以于無線收發(fā)機(jī)模塊102以及天線104與105之間分離上行鏈路與下行鏈路路徑上的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，射頻信號(hào)處理電路103可更包括一正交功率放大器，其可根據(jù)是否需要天線分集而放大并輸出一或多個(gè)欲傳送至天線104 以及/或105的信號(hào)。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的正交功率放大器方塊圖。正交功率放大器200可包括正交耦合器201與202，以及功率放大器203與204。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例， 正交功率放大器200可操作于單輸出模式與多輸出模式。當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)，正交功率放大器200透過輸入端點(diǎn)TXl與TX2的一者接收一第一輸入信號(hào)，并且于輸出端點(diǎn)ANTl 與ANT2的一者產(chǎn)生一第一輸出信號(hào)，其為第一輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與第一輸入信號(hào)具有一既定相位差。接著，第一輸出信號(hào)由天線104或105的一者傳送至無線接口。
另一方面，當(dāng)操作于多輸出模式時(shí)，正交功率放大器200自無線收發(fā)機(jī)模塊分別透過輸入端點(diǎn)TXl與TX2接收第一與第二輸入信號(hào)，并且于輸出端點(diǎn)ANTl與ANT2的一者產(chǎn)生一第一輸出信號(hào)，以及于輸出端點(diǎn)ANTl與ANT2的另一者產(chǎn)生一第二輸出信號(hào)。第一輸出信號(hào)為第一輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與第一輸入信號(hào)具有一第一既定相位差，而第二輸出信號(hào)為第二輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與第二輸入信號(hào)具有一第二既定相位差。根據(jù)第一與第二輸入信號(hào)的相位，第一既定相位差與第二既定相位差可為相同或不同。第一與第二輸出信號(hào)接著分別由天線104與105傳送至無線接口。
圖3a是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的通訊裝置，其操作于分時(shí)多工系統(tǒng)，并且具有一正交功率放大器耦接于其中。如圖3a所示，射頻信號(hào)處理電路303可于下行鏈路路徑包括低噪聲放大器333與334、于上行鏈路路徑包括一正交功率放大器335，以及包括傳送/接收開關(guān)331與332。當(dāng)操作于分時(shí)多工系統(tǒng)時(shí)，傳送/接收開關(guān)331與332可用以選擇性連接天線104與105至下行鏈路路徑或上行鏈路路徑。于下行鏈路路徑的低噪聲放大器333與334可用以放大接收自天線104與105的射頻信號(hào)，而于上行鏈路路徑的正交功率放大器335可用以放大即將被傳送的射頻信號(hào)。無線收發(fā)機(jī)模塊102的端點(diǎn)BBRXl與 BBRX2以及BBRXl與BBTX2耦接至基頻模塊101，用以分別將接收到的下行鏈路信號(hào)傳送至基頻模塊101，以及自基頻模塊101接收將被傳送的上行鏈路信號(hào)。于本發(fā)明的實(shí)施例中， 正交功率放大器335可操作于單輸出模式與多輸出模式(以下段落將有更詳細(xì)的介紹)。 相較于多輸出模式，當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)，輸出信號(hào)的輸出功率可獲得額外的3dB增益。
圖北是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的通訊裝置，其操作于分頻多工系統(tǒng)，并且具有一正交功率放大器耦接于其中。如圖北所示，射頻信號(hào)處理電路303可于下行鏈路路徑包括低噪聲放大器333與334、于上行鏈路路徑包括一正交功率放大器335，以及包括雙工器336與337。雙工器336與337分別連接于天線104與105以及下行鏈路路徑與上行鏈路路徑之間，當(dāng)操作于分頻多工系統(tǒng)時(shí)，用以分離上行鏈路與下行鏈路信號(hào)。于下行鏈路路徑的低噪聲放大器333與334可用以放大接收自天線104與105的射頻信號(hào)，而于上行鏈路路徑的正交功率放大器335可用以放大即將被傳送的射頻信號(hào)。于本發(fā)明的實(shí)施例中，正交功率放大器335可操作于單輸出模式與多輸出模式(以下段落將有更詳細(xì)的介紹)。相較于多輸出模式，當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)，輸出信號(hào)的輸出功率可獲得額外的3dB 增 ο
圖如是顯示根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施例所述的通訊裝置，其操作于分時(shí)多工系統(tǒng)，并且具有一正交功率放大器耦接于其中。如圖如所示，射頻信號(hào)處理電路403可更包括耦接于正交功率放大器435與無線收發(fā)機(jī)模塊102之間的一開關(guān)436。于本發(fā)明的實(shí)施例，正交功率放大器435可操作于單輸出模式，并且開關(guān)436可因應(yīng)一天線選擇信號(hào)S-sa， 選擇性將接收自無線收發(fā)機(jī)模塊102的信號(hào)傳送至輸入端點(diǎn)TXl與ΤΧ2的一者。無線收發(fā)機(jī)模塊102的端點(diǎn)BBRXl與BBRX2以及BBTX耦接至基頻模塊101，用以分別將接收到的下行鏈路信號(hào)傳送至基頻模塊101，以及自基頻模塊101接收將被傳送的上行鏈路信號(hào)。天線選擇信號(hào)S-i由基頻模塊101產(chǎn)生，用以指示出哪個(gè)天線被選擇用以傳送輸出信號(hào)。因此，放大過的輸出信號(hào)可被傳送至對(duì)應(yīng)的天線104或150。
圖4b是顯示根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施例所述的通訊裝置，其操作于分頻多工系統(tǒng)，并且具有一正交功率放大器耦接于其中。如圖4b所示，射頻信號(hào)處理電路403可更包括耦接于正交功率放大器435與無線收發(fā)機(jī)模塊102之間的一開關(guān)436。當(dāng)操作于分頻多工系統(tǒng)時(shí)，一或多個(gè)如圖所示的雙工器可用以分離接收自或傳送至天線的下行鏈路或上行鏈路信號(hào)。于本發(fā)明的實(shí)施例，正交功率放大器435可操作于單輸出模式，并且開關(guān)436因應(yīng)一天線選擇信號(hào)S-i，可選擇性將接收自無線收發(fā)機(jī)模塊102的信號(hào)傳送至輸入端點(diǎn)TXl 與TX2的一者。天線選擇信號(hào)S-sa由基頻模塊101產(chǎn)生，用以指示出哪個(gè)天線被選擇用以傳送輸出信號(hào)。因此，放大過的輸出信號(hào)可被傳送至對(duì)應(yīng)的天線104或150。圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)，由正交功率放大器所產(chǎn)生的信號(hào)的功率與相位變化示意圖。于本發(fā)明的實(shí)施例，輸入端點(diǎn)TX2無信號(hào)輸入(例如，當(dāng)開關(guān)并沒有將輸入端點(diǎn)TX2耦接至無線收發(fā)機(jī)模塊102時(shí))。因此，正交功率放大器僅透過輸入端點(diǎn)TXl自無線收發(fā)機(jī)模塊102接收信號(hào)。正交功率放大器自輸入端點(diǎn) TXl接收具有功率-5daii以及相位0度的輸入信號(hào)S1(圖中標(biāo)示為Sj-SdBnuO。))。正交耦合器201接收輸入信號(hào)Sj-SdBnuO。)，分離并移轉(zhuǎn)輸入信號(hào)的相位，以產(chǎn)生兩個(gè)分離信號(hào)S11 (-8dBm, -90° )與S12 (-SdBm, -180° )。由于信號(hào)S1被分離，因此分離信號(hào)的功率分別被減少3dB。具有一既定增益值(例如，35dB)的功率放大器203接收并放大分離信號(hào) S11 (-8dBm, -90° )，以產(chǎn)生放大信號(hào)S’ n (27dBm, -90° )。具有一既定增益值(例如， 35dB)的功率放大器204接收并放大分離信號(hào)S12 (_8dBm，-180° )，以產(chǎn)生另一放大信號(hào)S，12(27龜，-180° )。正交耦合器202接收并移轉(zhuǎn)放大信號(hào)S’ n(27dBm，-90° ) 與S’ 12(27dBm, -180 ° )的相位，用以分別于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生相位偏移信號(hào) S”n(27dBm，-180° )與S” 12 (27dBm，0 ° )，并且于輸出端點(diǎn)ANT2產(chǎn)生相位偏移信號(hào) S”n(27dBm，-270° )與S”12(27dBm，-270° )。由于-180°與0°為互補(bǔ)的相位，因此當(dāng)相位偏移信號(hào)S”n(27dBm，-180° )與S” 12 (27dBm，0° )于輸出端點(diǎn)ANTl被合并后，合并信號(hào)的振幅為零。另一方面，由于于輸出端點(diǎn)ANT2產(chǎn)生的相位偏移信號(hào)3”ηθ7(1Βπι，-270° ) 與S”12(27dBm，-270 ° )具有相同的相位，當(dāng)相位偏移信號(hào)S” n (27dBm，-270 ° )與 S”12(27dBm，-270° )于輸出端點(diǎn)ANT2被合并后，可產(chǎn)生一輸出信號(hào)S’丨(30dBm，-270° )。 因此，可于輸出端點(diǎn)ANT2產(chǎn)生輸出信號(hào)S’ ^30(^111,-270° )，其為輸入信號(hào)S1 (_5dBm，0° ) 的一放大結(jié)果，并且與輸入信號(hào)具有一既定相位差。圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所述的當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)，由正交功率放大器所產(chǎn)生的信號(hào)的功率與相位變化示意圖。于本發(fā)明的實(shí)施例，輸入端點(diǎn)TXl無信號(hào)輸入(例如，當(dāng)開關(guān)并沒有將輸入端點(diǎn)TXl耦接至無線收發(fā)機(jī)模塊102時(shí))。因此，正交功率放大器僅透過輸入端點(diǎn)TX2自無線收發(fā)機(jī)模塊102接收信號(hào)。正交功率放大器自輸入端點(diǎn)TX2接收具有功率-5daii以及相位0度的輸入信號(hào)&(圖中標(biāo)示為&(-5dBm，0° )。正交耦合器201接收輸入信號(hào)&(-5dBm，0° )，分離并移轉(zhuǎn)輸入信號(hào)的相位，以產(chǎn)生兩個(gè)分離信號(hào)S21 (-8dBm, -180° )與S22 (-8dBm, -90° )。由于信號(hào)&被分離，因此分離信號(hào)的功率分別被減少3dB。功率放大器203接收并放大分離信號(hào)S21 (_8dBm，-180° )，以產(chǎn)生放大信號(hào) S，21(27dBm，-180° )。功率放大器204接收并放大另一分離信號(hào)S22 (_8dBm，-90° )，以產(chǎn)生放大信號(hào)S’22 ( 27dBm，-90° )。正交耦合器202接收并移轉(zhuǎn)放大信號(hào)S’21 (27dBm，-180° ) 與S’ 22 ( 27dBm, -90 ° )的相位，用以分別于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生相位偏移信號(hào)S”21(27dBm，-270° )與S” 22 (27dBm，-270° )，以及于輸出端點(diǎn)ANT2產(chǎn)生相位偏移信號(hào) S”21(27dBm，0° )與S”22 (27dBm，-180° )。同樣地，由于-180°與0°為互補(bǔ)的相位，因此當(dāng)相位偏移信號(hào)S”2j27dBm，0° )與S”2j27dBm，-180° )于輸出端點(diǎn)ANT2被合并后，合并信號(hào)的振幅為零。另一方面，由于于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生的相位偏移信號(hào)S”21(27dBm，-270° ) 與S”⑵(27dBm, -270 ° )具有相同的相位，當(dāng)相位偏移信號(hào)S” 21 (27dBm, -270 ° )與 S”22 (27dBm，-270° )于輸出端點(diǎn)ANTl被合并后，可產(chǎn)生一輸出信號(hào)S’ 2 (30dBm，-270° )。 因此，可于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生輸出信號(hào)S’2(30dBm，-270° )，其為輸入信號(hào)& (_5dBm，0° ) 的一放大結(jié)果，并且與輸入信號(hào)具有一既定相位差。圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的當(dāng)操作于多輸出模式時(shí)，由正交功率放大器所產(chǎn)生的信號(hào)的功率與相位變化示意圖。于本發(fā)明的實(shí)施例，正交功率放大器自輸入端點(diǎn)TXl接收輸入信號(hào)Sj-SdBnuO。)，以及自輸入端點(diǎn)TX2接收輸入信號(hào)4(-8dBm， 0° )。正交耦合器201分別接收輸入信號(hào)Sj-SdBnuO。)，分離并移轉(zhuǎn)輸入信號(hào)的相位， 以產(chǎn)生兩個(gè)分離信號(hào)Sn(-lldBm，-90° )與S12(-lldBm，-180° )，以及接收輸入信號(hào) &(-8dBm，0° )，分離并移轉(zhuǎn)輸入信號(hào)的相位，以產(chǎn)生兩個(gè)分離信號(hào)S21(-lldBm，-180° )與 S22 (-IldBm, -90° )。功率放大器203接收并放大分離信號(hào)Sn(-lldBm，-90° )與S21 (_1 ldBm，-180° )， 以產(chǎn)生放大信號(hào)S，n(MdBm，-90° )與S，21(MdBm，-180° )。同樣地，功率放大器 204接收并放大分離信號(hào)S12(-lldBm，-180° )與S22 (-lldBm，-90 ° )，以產(chǎn)生放大信號(hào)S，12(MdBm，-180° )與S，22(MdBm，-90° )。正交耦合器202接收并移轉(zhuǎn)放大信號(hào) S’ n (24dBm, -90° )與S’ 21 (24dBm, -180° )的相位，用以分別于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生相位偏移信號(hào)S”n(MdBm，-180° )與S”21(MdBm，-270° )，以及于輸出端點(diǎn)ANT2產(chǎn)生相位偏移信號(hào) S”n(MdBm，-270° )與 S”21(24dBm，0° )。正交耦合器202更接收并移轉(zhuǎn)放大信號(hào)S，12(24dBm, -180 ° )與 S'22 (24dBm,-90° )的相位，用以分別于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生相位偏移信號(hào)S”12 (MdBm，0° ) 與S”22(MdBm，-270° )，以及于輸出端點(diǎn)ANT2產(chǎn)生相位偏移信號(hào)S”12(MdBm，-270° )與 S"22 (24dBm, -180° )。由于輸出端點(diǎn)ANTl所產(chǎn)生的相位偏移信號(hào)S”21 (MdBm，-270° ) 與S”22(MdBm，-270 ° )具有相同的相位，因此兩信號(hào)于輸出端點(diǎn)ANTl被合并為輸出信號(hào)S’2(27dBm，-270 ° )。同樣地，由于輸出端點(diǎn)ANT2所產(chǎn)生的相位偏移信號(hào) S"11(24dBm,-270° ) % S"12 (24dBm,-270° )具有相同的相位，因此兩信號(hào)于輸出端點(diǎn)ANT2 被合并為輸出信號(hào)S’ iOTdBm，-270° )。值得注意的是，剩余的相位偏移信號(hào)由于兩兩具有互補(bǔ)的相位，在輸出端點(diǎn)ANTl與ANT2合并后會(huì)被消除。因此，最后可于輸出端點(diǎn)ANT2 產(chǎn)生輸出信號(hào)S'iQTdBnujTO。)，其為輸入信號(hào)S1GSdBnuO° )的一放大結(jié)果，并且與輸入信號(hào)具有一既定相位差，并且可于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生輸出信號(hào)S’ 2(27dBm, -270° )，其為輸入信號(hào)&(-8dBm，0° )的一放大結(jié)果，并且與輸入信號(hào)具有一既定相位差。值得注意的是，在此實(shí)施例中，當(dāng)輸入信號(hào)S1與&具有大體相同的相位時(shí)，輸出信號(hào)與S’2也具有大體相同的相位。圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所述的當(dāng)操作于多輸出模式時(shí)，由正交功率放大器所產(chǎn)生的信號(hào)的功率與相位變化示意圖。于本發(fā)明的實(shí)施例，正交功率放大器自輸入端點(diǎn)TXl接收輸入信號(hào)Sj-SdBm，。。)，以及自輸入端點(diǎn)TX2接收輸入信號(hào)S2(-SdBm, -180° )。值得注意的是，輸入信號(hào)S1與&具有不同的相位。正交耦合器201 分別接收輸入信號(hào)Sj-SdBnuO。)，分離并移轉(zhuǎn)輸入信號(hào)的相位，以產(chǎn)生兩個(gè)分離信號(hào) S11 (-IldBm, -90° )與 S12(-lldBm，-180° )，以及接收輸入信號(hào) & (_8dBm，-180° )，分離并移轉(zhuǎn)輸入信號(hào)的相位，以產(chǎn)生兩個(gè)分離信號(hào)S21(-lldBm，0° )與S22(-lldBm，-270° )。功率放大器203接收并放大分離信號(hào)S11 (-lldBm，-90° )與S21 (-lldBm，0° )， 以產(chǎn)生放大信號(hào)S，n(MdBm，-90° )與S，21(MdBm，0° )。同樣地，功率放大器204 接收并放大分離信號(hào)S12(-lldBm，-180° )與S22 (-lldBm，-270 ° )，以產(chǎn)生放大信號(hào) S，12(MdBm，-180° )與S，22(MdBm，-270° )。正交耦合器202接收并移轉(zhuǎn)放大信號(hào) S’ nOddBnu-gO。)與S’2j24dBm，0° )的相位，用以分別于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生相位偏移信號(hào)5”^24(1Βπι，-180° )與S”21 Q4dBm，-90° )，以及于輸出端點(diǎn)ANT2產(chǎn)生相位偏移信號(hào) S”n(24dBm，-270° )與 S”21 (24dBm，-180° )。正交耦合器202更接收并移轉(zhuǎn)放大信號(hào)S’ 12(24dBm, -180 ° )與 S' 22 (24dBm, -270° )的相位，用以分別于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生相位偏移信號(hào)S” 12 (MdBm， 0° )與S”2j24dBm，-90° )，以及于輸出端點(diǎn)ANT2產(chǎn)生相位偏移信號(hào)S”12 Q4dBm，-270° ) 與S”22(MdBm，0° )。由于輸出端點(diǎn)ANTl所產(chǎn)生的相位偏移信號(hào)S”21(MdBm，-90° ) 與S”22(MdBm，-90° )具有相同的相位，因此兩信號(hào)于輸出端點(diǎn)ANTl被合并為輸出信號(hào)S’2(27dBm，-90° )。同樣地，由于輸出端點(diǎn)ANT2所產(chǎn)生的相位偏移信號(hào) S"11(24dBm,-270° ) % S"12 (24dBm,-270° )具有相同的相位，因此兩信號(hào)于輸出端點(diǎn)ANT2 被合并為輸出信號(hào)S’ iOTdBm，-270° )。值得注意的是，剩余的相位偏移信號(hào)由于兩兩具有互補(bǔ)的相位，在輸出端點(diǎn)ANTl與ANT2合并后會(huì)被消除。因此，最后可于輸出端點(diǎn)ANT2產(chǎn)生輸出信號(hào)S'iQTdBnujTO。)，其為輸入信號(hào)S1GSdBnuO° )的一放大結(jié)果，并且與輸入信號(hào)具有一第一既定相位差，并且可于輸出端點(diǎn)ANTl產(chǎn)生輸出信號(hào)S’ 2(27dBm, -270° )， 其為輸入信號(hào)&(_8dBm，-180° )的一放大結(jié)果，并且與輸入信號(hào)具有一第二既定相位差。 值得注意的是，在此實(shí)施例中，輸入信號(hào)S1與&具有不同的相位時(shí)，而輸出信號(hào)S’工與S’ 也具有不同的相位。此外，值得注意的是，第一既定相位差與第二既定相位差不同。藉由使用正交耦合器，兩功率放大器的輸出信號(hào)可自動(dòng)被合并，因此，輸出信號(hào)可具有更高的功率。相較于多輸出模式，當(dāng)操作于單輸出模式時(shí)，輸出信號(hào)的輸出功率可獲得額外的3dB增益。而當(dāng)操作于多輸出模式時(shí)，可享有天線分集的好處。此外， 由于所提出的正交功率放大器可操作于單輸出模式與多輸出模式，所提出的架構(gòu)可應(yīng)用于單輸入單輸出(single-input-single-output，簡稱SIS0)系統(tǒng)或多輸入多輸出 (multiple-input-multiple-output，簡稱ΜΙΜ0)系統(tǒng)。例如單天線系統(tǒng)、智慧型傳輸天線選擇(intelligent transmit antenna selection，簡稱 i_TAS)系統(tǒng)、ΜΙΜΟ 矩陣 A 系統(tǒng)、 ΜΙΜΟ矩陣B系統(tǒng)、循環(huán)延遲分集(cyclic delay diversity system，簡稱CCD)，或其它。 根據(jù)基頻對(duì)抗上行鏈路通道狀況變化的需求，可啟動(dòng)不同的操作模式，使得涵蓋范圍、數(shù)據(jù)量、傳輸效率等可達(dá)到目標(biāo)的效能。權(quán)利要求書中用以修飾元件的“第一”、“第二”、“第三”等序數(shù)詞的使用本身未暗示任何優(yōu)先權(quán)、優(yōu)先次序、各元件之間的先后次序、或方法所執(zhí)行的步驟的次序，而僅用作標(biāo)識(shí)來區(qū)分具有相同名稱(具有不同序數(shù)詞)的不同元件。本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種正交功率放大器，操作于一單輸出模式與一多輸出模式，其特征在于，所述的正交功率放大器包括一第一正交耦合器，當(dāng)操作于所述單輸出模式時(shí)，接收一第一輸入信號(hào)，分離所述第一輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第一分離信號(hào)，并且移轉(zhuǎn)所述第一分離信號(hào)的一相位，使得所述第一分離信號(hào)彼此之間具有90度相位差；一第一功率放大器，耦接至所述第一正交耦合器，用以接收并放大所述第一分離信號(hào)的一者，以產(chǎn)生一第一放大信號(hào)；一第二功率放大器，耦接至所述第一正交耦合器，用以接收并放大所述第一分離信號(hào)的另一者，以產(chǎn)生一第二放大信號(hào)；以及一第二正交耦合器，接收所述第一與第二放大信號(hào)，移轉(zhuǎn)所述第一與第二放大信號(hào)的一相位，并合并所述第一與第二放大信號(hào)，以產(chǎn)生一第一輸出信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的正交功率放大器，其特征在于，當(dāng)操作于所述多輸出模式時(shí)， 所述第一正交耦合器更接收一第二輸入信號(hào)，分離所述第二輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第二分離信號(hào)，并且移轉(zhuǎn)所述第二分離信號(hào)的一相位，使得所述第二分離信號(hào)彼此之間具有90 度相位差；所述第一功率放大器更接收并放大所述第二分離信號(hào)的一者，以產(chǎn)生一第三放大信號(hào)；所述第二功率放大器更接收并放大所述第二分離信號(hào)的另一者，以產(chǎn)生一第四放大信號(hào)；以及所述第二正交耦合器更接收所述第三與第四放大信號(hào)，移轉(zhuǎn)所述第三與第四放大信號(hào)的一相位，并合并所述第三與第四放大信號(hào)，以產(chǎn)生一第二輸出信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的正交功率放大器，其特征在于，所述第一輸出信號(hào)為所述第一輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與所述第一輸入信號(hào)具有一既定相位差。
4.如權(quán)利要求2所述的正交功率放大器，其特征在于，所述第一輸出信號(hào)為所述第一輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與所述第一輸入信號(hào)具有一第一既定相位差，而所述第二輸出信號(hào)為所述第二輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與所述第二輸入信號(hào)具有一第二既定相位差。
5.如權(quán)利要求4所述的正交功率放大器，其特征在于，所述第一既定相位差等于所述第二既定相位差。
6.如權(quán)利要求2所述的正交功率放大器，其特征在于，當(dāng)所述第一輸入信號(hào)與所述第二輸入信號(hào)具有相同的相位時(shí)，所述第一輸出信號(hào)與所述第二輸出信號(hào)具有相同的相位， 并且當(dāng)所述第一輸入信號(hào)與所述第二輸入信號(hào)具有不同的相位時(shí)，所述第一輸出信號(hào)與所述第二輸出信號(hào)具有不同的相位。
7.一種射頻信號(hào)處理電路，耦接于一無線收發(fā)機(jī)模塊與至少一第一天線與一第二天線之間，其特征在于，所述的射頻信號(hào)處理電路包括一正交功率放大器，操作于一單輸出模式與一多輸出模式，并且包括耦接至所述無線收發(fā)機(jī)模塊的一第一輸入端點(diǎn)與一第二輸入端點(diǎn)，以及耦接至所述第一天線的一第一輸出端點(diǎn)與耦接至所述第二天線的一第二輸出端點(diǎn)，其中當(dāng)操作于所述單輸出模式時(shí)，所述正交功率放大器自所述無線收發(fā)機(jī)模塊透過所述第一輸入端點(diǎn)接收一第一輸入信號(hào)，分離所述第一輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第一分離信號(hào)， 移轉(zhuǎn)所述第一分離信號(hào)的一相位，并且更放大與合并所述第一分離信號(hào)，以產(chǎn)生一第一輸出信號(hào)，其中所述第一輸出信號(hào)為所述第一輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，與所述第一輸入信號(hào)具有一既定相位差，并且被輸出至所述第一與第二天線的一者。
8.如權(quán)利要求7所述的射頻信號(hào)處理電路，其特征在于，當(dāng)操作于所述多輸出模式時(shí)， 所述正交功率放大器更自所述無線收發(fā)機(jī)模塊透過所述第二入端點(diǎn)接收一第二輸入信號(hào)， 分離所述第二輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第二分離信號(hào)，移轉(zhuǎn)所述第二分離信號(hào)的一相位，并且更放大與合并所述第二分離信號(hào)，以產(chǎn)生一第二輸出信號(hào)，其中所述第二輸出信號(hào)為所述第二輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，與所述第二輸入信號(hào)具有一既定相位差，并且被輸出至所述第一與第二天線的一者。
9.如權(quán)利要求7所述的射頻信號(hào)處理電路，其特征在于，所述的射頻信號(hào)處理電路更包括一切換裝置，耦接于所述正交功率放大器與所述無線收發(fā)機(jī)模塊之間，用以因應(yīng)一天線選擇信號(hào)選擇性將所述第一輸入信號(hào)傳送至所述第一輸入端點(diǎn)或所述第二輸入端點(diǎn)，其中所述天線選擇信號(hào)用以指示當(dāng)操作于所述單輸出模式時(shí)被選擇的天線。
10.如權(quán)利要求8所述的射頻信號(hào)處理電路，其特征在于，所述正交功率放大器更包括一第一正交耦合器，耦接至所述第一輸入端點(diǎn)與所述第二輸入端點(diǎn)；一第一功率放大器，耦接至所述第一正交耦合器；一第二功率放大器，耦接至所述第一正交耦合器；以及一第二正交耦合器，耦接于所述第一功率放大器、所述第二功率放大器、所述第一輸出端點(diǎn)與所述第二輸出端點(diǎn)之間。
11.如權(quán)利要求10所述的射頻信號(hào)處理電路，其特征在于，當(dāng)操作于所述單輸出模式時(shí)，所述第一正交耦合器接收所述第一輸入信號(hào)，分離所述第一輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第一分離信號(hào)，并且移轉(zhuǎn)所述第一分離信號(hào)的一相位，使得所述第一分離信號(hào)彼此之間具有90 度相位差，并且當(dāng)操作于所述多輸出模式時(shí)，所述第一正交耦合器更接收所述第二輸入信號(hào)，分離所述第二輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第二分離信號(hào)，并且移轉(zhuǎn)所述第二分離信號(hào)的一相位，使得所述第二分離信號(hào)彼此之間具有90度相位差。
12.如權(quán)利要求11所述的射頻信號(hào)處理電路，其特征在于，當(dāng)操作于所述單輸出模式時(shí)，所述第一功率放大器接收并放大所述第一分離信號(hào)的一者，以產(chǎn)生一第一放大信號(hào)，而所述第二功率放大器接收并放大所述第一分離信號(hào)的另一者，以產(chǎn)生一第二放大信號(hào)，并且當(dāng)操作于所述多輸出模式時(shí)，所述第一功率放大器更接收并放大所述第二分離信號(hào)的一者，以產(chǎn)生一第三放大信號(hào)，而所述第二功率放大器更接收并放大所述第二分離信號(hào)的另一者，以產(chǎn)生一第四放大信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的射頻信號(hào)處理電路，其特征在于，當(dāng)操作于所述單輸出模式時(shí)，所述第二正交耦合器接收所述第一與第二放大信號(hào)，移轉(zhuǎn)所述第一與第二放大信號(hào)的一相位，并合并所述第一與第二放大信號(hào)，以產(chǎn)生所述第一輸出信號(hào)，并且當(dāng)操作于所述多輸出模式時(shí)，所述第二正交耦合器更接收所述第三與第四放大信號(hào)， 移轉(zhuǎn)所述第三與第四放大信號(hào)的一相位，并合并所述第三與第四放大信號(hào)，以產(chǎn)生所述第二輸出信號(hào)。
14.一種射頻信號(hào)處理電路，耦接于一無線收發(fā)機(jī)模塊與至少一第一天線與一第二天線之間，其特征在于，所述的射頻信號(hào)處理電路包括一正交功率放大器，包括耦接至所述無線收發(fā)機(jī)模塊的一第一輸入端點(diǎn)與一第二輸入端點(diǎn)，以及耦接至所述第一天線的一第一輸出端點(diǎn)與耦接至所述第二天線的一第二輸出端占，其中當(dāng)所述正交功率放大器分別透過所述第一輸入端點(diǎn)與所述第二輸入端點(diǎn)自所述無線收發(fā)機(jī)模塊接收一第一輸入信號(hào)與一第二輸入信號(hào)時(shí)，所述正交功率放大器分別分離所述第一輸入信號(hào)與所述第二輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第一分離信號(hào)與兩個(gè)第二分離信號(hào)，并分別移轉(zhuǎn)所述第一分離信號(hào)與所述第二分離信號(hào)的一相位，并且更分別放大與合并所述第一分離信號(hào)與所述第二分離信號(hào)，以產(chǎn)生一第一輸出信號(hào)與一第二輸出信號(hào)，并且輸出所述第一輸出信號(hào)至所述第二天線，以及輸出所述第二輸出信號(hào)至所述第一天線，其中所述第一輸出信號(hào)為所述第一輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與所述第一輸入信號(hào)具有一既定相位差，所述第二輸出信號(hào)為所述第二輸入信號(hào)的一放大結(jié)果，并且與所述第二輸入信號(hào)具有一既定相位差。
15.如權(quán)利要求14所述的射頻信號(hào)處理電路，其特征在于，當(dāng)所述正交功率放大器僅透過所述第一輸入端點(diǎn)與所述第二輸入端點(diǎn)的一者自所述無線收發(fā)機(jī)模塊接收所述第一輸入信號(hào)時(shí)，所述正交功率放大器輸出所述第一輸出信號(hào)至所述第一或第二天線的一者。
16.如權(quán)利要求15所述的射頻信號(hào)處理電路，其特征在于，所述的射頻信號(hào)處理電路更包括一切換裝置，耦接于所述正交功率放大器與所述無線收發(fā)機(jī)模塊之間，用以因應(yīng)一天線選擇信號(hào)選擇性將所述第一輸入信號(hào)傳送至所述第一輸入端點(diǎn)或所述第二輸入端點(diǎn)，其中所述天線選擇信號(hào)用以指示哪個(gè)天線被選擇用以傳輸所述第一輸出信號(hào)。
17.如權(quán)利要求14所述的射頻信號(hào)處理電路，其特征在于，當(dāng)所述第一輸入信號(hào)與所述第二輸入信號(hào)具有相同的相位時(shí)，所述第一輸出信號(hào)與所述第二輸出信號(hào)具有相同的相位，并且當(dāng)所述第一輸入信號(hào)與所述第二輸入信號(hào)具有不同的相位時(shí)，所述第一輸出信號(hào)與所述第二輸出信號(hào)具有不同的相位。
全文摘要
一種射頻信號(hào)處理電路與正交功率放大器，該正交功率放大器操作于單輸出模式與多輸出模式。當(dāng)操作于該單輸出模式時(shí)，第一正交耦合器接收第一輸入信號(hào)，分離第一輸入信號(hào)以形成兩個(gè)第一分離信號(hào)，并且移轉(zhuǎn)所述第一分離信號(hào)的相位。第一功率放大器接收并放大所述第一分離信號(hào)的一者，以產(chǎn)生第一放大信號(hào)。第二功率放大器接收并放大所述第一分離信號(hào)的另一者，以產(chǎn)生第二放大信號(hào)。第二正交耦合器接收第一與第二放大信號(hào)，移轉(zhuǎn)該第一與第二放大信號(hào)的一相位，并合并該第一與第二放大信號(hào)，以產(chǎn)生第一輸出信號(hào)。本發(fā)明可根據(jù)基頻對(duì)抗上行鏈路通道狀況變化的需求，啟動(dòng)不同的操作模式，使得涵蓋范圍、數(shù)據(jù)量、傳輸效率等可達(dá)到目標(biāo)的效能。
文檔編號(hào)H04B1/40GK102523008SQ201110210568
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者楊文蔚 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司