功率放大器系统的制作方法

功率放大器系统
1.本技术要求于2020年9月14日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0117727号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
2.以下描述涉及一种功率放大器系统。


背景技术：

3.无线通信系统根据通信标准的演变采用各种数字调制和解调方法。现有的码分多址(cdma)通信系统采用正交相移键控(qpsk)方法，而根据ieee通信标准的无线lan采用正交频分复用(ofdm)方法。另外，诸如长期演进(lte)、高级lte和5g的最近的3gpp标准采用qpsk方法、正交幅度调制(qam)方法和ofdm方法。这些无线通信标准采用要求在传输期间保持传输信号的大小或相位的线性调制方法。
4.此外，在无线通信系统中使用的传输装置包括放大射频(rf)信号以便增加传输距离的功率放大器。作为设置在传输装置的端部的电路的功率放大器是影响无线通信系统的输出功率、线性度和功率效率的重要电路元件。
5.3gpp新定义了从现有lte标准开发的5g nr(新空口)标准。要求功率放大器具有高线性功率和高效率以便满足5g nr规范，并且还要求功率放大器具有高可靠性。另外，由于无线通信系统中功率放大器所占据的面积和成本大，因此希望在无线通信系统小型化时减小功率放大器的面积和成本。
6.在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，因此其可包含不形成已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

7.提供本发明内容以简化的形式介绍所选择的构思，并在以下具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容既不意在明确所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
8.在一个总体方面，一种功率放大器系统包括：驱动级，被配置为放大射频输入信号并且在包含硅的基板中实现；功率级，包括载波放大器和峰值放大器，所述载波放大器被配置为放大来自所述射频输入信号的由所述驱动级放大的基础信号，所述峰值放大器被配置为放大来自所述射频输入信号的由所述驱动级放大的峰值信号，所述功率级在包含砷化镓的基板中实现；以及相位补偿电路，被配置为改变所述射频输入信号的相位，其中，所述载波放大器或所述峰值放大器连接到所述相位补偿电路。
9.所述功率放大器系统还可包括：第一集成电路(ic)，所述驱动级在所述第一集成电路中实现；以及第二集成电路，所述功率级独立于所述第一集成电路在所述第二集成电路中实现。
10.所述功率放大器系统还可包括：四分之一波长电路，连接到所述载波放大器的输
出级，以改变放大的基础信号的相位。
11.所述功率放大器系统还可包括：级间匹配器，包括所述相位补偿电路，并且被配置为匹配所述驱动级与所述功率级之间的信号传输路径的阻抗。
12.所述功率放大器系统还可包括：输入匹配器，包括所述相位补偿电路，并且被配置为匹配用于接收所述射频输入信号的端子与所述驱动级之间的信号传输路径的阻抗。
13.所述驱动级可包括：另一载波放大器，被配置为放大来自所述射频输入信号的基础信号；以及另一峰值放大器，被配置为放大来自所述射频输入信号的峰值信号。
14.所述射频输入信号可包括反相射频输入信号和非反相射频输入信号，所述驱动级还可被配置为放大所述反相射频输入信号与所述非反相射频输入信号之间的差。
15.所述驱动级可包括：第一驱动放大器，被配置为接收并放大所述射频输入信号中的非反相射频输入信号；以及第二驱动放大器，被配置为接收并放大所述射频输入信号中的反相射频输入信号。
16.所述载波放大器可包括：第一载波放大器，被配置为放大来自所述非反相射频输入信号的由所述第一驱动放大器放大的基础信号；以及第二载波放大器，被配置为放大来自所述反相射频输入信号的由所述第二驱动放大器放大的基础信号。所述峰值放大器可包括：第一峰值放大器，被配置为放大来自所述非反相射频输入信号的由所述第一驱动放大器放大的峰值信号；以及第二峰值放大器，被配置为放大来自所述反相射频输入信号的由所述第二驱动放大器放大的峰值信号。
17.所述驱动级可包括：第一载波放大器，被配置为放大来自所述射频输入信号中的非反相射频输入信号的基础信号；第二载波放大器，被配置为放大来自所述射频输入信号中的反相射频输入信号的基础信号；第一峰值放大器，被配置为放大来自所述射频输入信号中的所述非反相射频输入信号的峰值信号；以及第二峰值放大器，被配置为放大来自所述射频输入信号中的所述反相射频输入信号的峰值信号。
18.所述载波放大器可包括：第三载波放大器，被配置为进一步放大来自所述非反相射频输入信号的放大的基础信号；以及第四载波放大器，被配置为进一步放大来自所述反相射频输入信号的放大的基础信号。所述峰值放大器可包括：第三峰值放大器，被配置为进一步放大来自所述非反相射频输入信号的放大的峰值信号；以及第四峰值放大器，被配置为进一步放大来自所述反相射频输入信号的放大的峰值信号。
19.在另一总体方面，一种功率放大器系统包括：驱动级，被配置为放大射频输入信号并且在包含硅的基板中实现；功率级，包括载波放大器和峰值放大器，所述载波放大器被配置为放大来自所述射频输入信号的由所述驱动级放大的基础信号，所述峰值放大器被配置为放大来自所述射频输入信号的由所述驱动级放大的峰值信号，所述功率级在包含砷化镓的基板中实现；以及输出匹配器，包括四分之一波长电路，所述输出匹配器被配置为匹配所述功率级与用于输出射频输出信号的端子之间的信号传输路径的阻抗，并且改变放大的基础信号的相位。
20.所述功率放大器系统还可包括：级间匹配器，包括相位补偿电路，所述级间匹配器被配置为匹配所述驱动级与所述功率级之间的信号传输路径的阻抗，并且改变所述射频输入信号的相位。
21.所述功率放大器系统还可包括：输入匹配器，包括相位补偿电路，所述输入匹配器
被配置为匹配用于接收所述射频输入信号的端子与所述驱动级之间的信号传输路径的阻抗，并且改变所述射频输入信号的相位。
22.所述驱动级可包括：另一载波放大器，被配置为放大来自所述射频输入信号的基础信号；以及另一峰值放大器，被配置为放大来自所述射频输入信号的峰值信号。
23.所述射频输入信号可包括反相射频输入信号和非反相射频输入信号，并且所述驱动级还可被配置为放大所述反相射频输入信号与所述非反相射频输入信号之间的差。
24.在另一总体方面，一种功率放大器系统包括：第一集成电路(ic)，形成在利用第一材料制成的第一基板上，所述第一集成电路包括被配置为放大射频输入信号的驱动级；第二集成电路，形成在第二基板上，所述第二基板利用与所述第一材料不同的第二材料制成，所述第二集成电路包括功率级，所述功率级被配置为放大来自所述射频输入信号的由所述驱动级放大的基础信号，并且被配置为放大来自所述射频输入信号的由所述驱动级放大的峰值信号；以及相位补偿电路，被配置为改变所述射频输入信号的相位。
25.所述相位补偿电路可设置在所述第一集成电路中或所述第二集成电路中。
26.所述相位补偿电路可设置在基础基板中，在所述基础基板上安装有所述第一集成电路和所述第二集成电路。
27.所述相位补偿电路可设置在级间匹配器和输入匹配器中的任一者中，所述级间匹配器被配置为匹配所述驱动级与所述功率级之间的信号传输路径的阻抗，所述输入匹配器被配置为匹配用于所述射频输入信号的输入端子与所述驱动级之间的信号传输路径的阻抗。
28.通过以下具体实施方式、附图以及权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
29.图1示出了根据实施例的功率放大器系统。
30.图2示出了用于将输入信号的相位改变为 90度或-90度的电路。
31.图3示出了根据实施例的功率放大器系统。
32.图4示出了根据实施例的功率放大器系统。
33.图5示出了根据实施例的功率放大器系统。
34.图6示出了根据实施例的功率放大器系统的截面图。
35.图7示出了根据实施例的通信系统的俯视平面图。
36.在所有的附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
37.提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本技术的公开内容之后，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的
特征的描述。
38.在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，仅仅为了示出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。
39.在此，注意的是，关于实施例或示例的术语“可”的使用(例如，关于实施例或示例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个实施例或示例，并不限于所有实施例或示例包括或实现这样的特征。
40.在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，不存在介于它们之间的其他元件。
41.如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项或者任意两项或更多项的任意组合。
42.尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分将不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
43.为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件在“上方”或“上面”的元件于是将相对于所述另一元件在“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式(例如，旋转90度或者处于其他方位)定位，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
44.在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
45.由于制造技术和/或公差，附图中所示出的形状可能发生变化。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括制造期间发生的形状的改变。
46.在此描述的示例的特征可以以在获得对本技术的公开内容的理解之后将显而易见的各种方式进行组合。此外，虽然在此描述的示例具有多种构造，但在理解本技术的公开内容之后将显而易见的其他构造是可行的。
47.在整个本公开中，rf信号可包括wi-fi(ieee 802.11族等)、wimax(ieee 802.16族等)、ieee 802.20、lte(长期演进)、ev-do、hspa 、hsdpa 、hsupa 、edge、gsm、gps、gprs、cdma、tdma、dect、蓝牙、3g、4g、5g以及此后指定的任何其他无线和有线协议，但本公开不限于此。
48.在整个说明书中，“安装”在第二部分中或第二部分上的第一部分不仅是指第一部分安装在第二部分的外部的情况，还指第一部分安装在第二部分的内部或集成在第二部分中的情况。
49.图1示出了根据实施例的功率放大器系统100。图2示出了用于将输入信号的相位改变为 90度或-90度的示例电路。
50.参照图1，功率放大器系统100接收rf输入信号rf
in
，并以预定比率放大接收到的rf输入信号以生成rf输出信号rf
out
。功率放大器系统100包括输入匹配单元(或输入匹配器)10、驱动级20、级间匹配单元(或级间匹配器)30、功率级40和输出匹配单元(或输出匹配器)50。
51.输入匹配单元10可匹配接收rf输入信号rf
in
的端子与驱动级20之间的信号传输路径的阻抗。输入匹配单元10包括一个或更多个输入匹配电路11。例如，输入匹配电路11可以是其中连接有电感器和电容器的电路。然而，在功率放大器系统100中可省略输入匹配单元10。
52.驱动级20接收电力并放大rf输入信号。驱动级20包括一个或更多个驱动放大器21。当驱动放大器21基于预定增益放大rf输入信号时，可基于驱动放大器21的击穿电压来确定驱动放大器21的增益。
53.驱动级20可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺实现为集成电路(ic)。与使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺相比，使用包含硅的基板的半导体制造工艺具有相对低的成本。因此，当驱动级20在硅基板中实现时，可降低功率放大器系统100的成本。此外，由于功率放大器系统100占据了通信模块的最大比例的单位成本，因此可大大降低通信模块的单位成本。
54.输入匹配单元10和驱动级20可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺一起制造为一个ic。另外，与驱动级20形成对比，输入匹配单元10可不在ic内部实现，并且可独立于ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于输入匹配单元10不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
55.级间匹配单元30可匹配驱动级20与功率级40之间的信号传输路径的阻抗。级间匹配单元30可包括多个级间匹配电路31和32。例如，级间匹配电路31和32中的每者可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。级间匹配电路31和32分别连接到载波放大器41和峰值放大器42(稍后将描述)。另外，级间匹配电路31和32可集成到一个级间匹配电路中。然而，在功率放大器系统100中可省略级间匹配单元30。
56.级间匹配电路31和32中的至少一者可包括用于改变向其输入的信号(例如，rf输入信号)的相位的相位补偿电路。另外，相位补偿电路可不包括在级间匹配电路31和32中，并且可独立地实现。相位补偿电路可连接到载波放大器41的输入端子和/或峰值放大器42的输入端子，因此，可改变输入到载波放大器41的信号的相位和/或输入到峰值放大器42的信号的相位。由于在级间匹配单元30中包括这样的相位补偿电路(其中连接有电感器和电容器的电路)，因此在功率放大器系统中由相位补偿电路占据的面积小于使用四分之一波长传输线的情况。在此，四分之一波长传输线是独立于级间匹配电路31和/或32并且具有大
尺寸的电路元件。例如，相位补偿电路可以是图2中所示的电路中的任何一种。在图2中，电路1001和1002可执行 90度的相位改变，电路1003和1004可执行-90度的相位改变。
57.功率级40通过接收电力来放大来自驱动级20的rf信号。功率级40包括一个或更多个载波放大器41和一个或更多个峰值放大器42。当使用载波放大器41和峰值放大器42时，载波放大器41和峰值放大器42中的每者的负载阻抗根据输入功率电平而变化。由于负载阻抗的这种改变，因此可在低输入功率和高输入功率两种情况下提高功率级40的放大效率。载波放大器41通过阻抗变换器连接到rf输出信号rf
out
的端子，以将由驱动放大器21放大的rf信号(例如，rf输入信号)中的基础信号放大。峰值放大器42在不单独使用阻抗变换器的情况下连接到rf输出信号rf
out
的端子，以将由驱动放大器21放大的rf信号(例如，rf输入信号)中的峰值信号放大。因此，由载波放大器41放大的信号和由峰值放大器42放大的信号通过输出匹配单元50(稍后将更详细地描述)合成，以输出rf信号，从而大大提高功率级40的放大效率。例如，当载波放大器41具有b类工作点并且峰值放大器42具有c类工作点时，峰值放大器42在载波放大器41饱和时开始其操作。
58.功率级40可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺实现为单个ic。形成在包含砷化镓的基板上的ic能比形成在包含硅的基板上的ic实现更高的功率和更高的线性度，因此通过功率级40的载波放大器41和峰值放大器42放大的rf信号可具有高功率和高线性度，并且可具有高可靠性。
59.输出匹配单元50可匹配功率级40与输出放大的rf输出信号rf
out
的端子之间的信号传输路径的阻抗，并且可改变从载波放大器41输出的信号的相位，并将从载波放大器41输出的相位改变的信号与从峰值放大器42输出的信号合成，以形成合成的rf信号，然后将合成的rf信号向rf输出信号rf
out
的端子输出。输出匹配单元50可包括多个输出匹配电路51和52。例如，输出匹配电路51和52中的每者可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。然而，在功率放大器系统100中可省略输出匹配单元50。
60.输出匹配电路51和52中的至少一者可包括用于改变向其输入的信号(例如，放大的基础信号)的相位的四分之一波长电路。另外，四分之一波长电路可不包括在输出匹配电路51和52中，并且可独立地实现。四分之一波长电路可以是阻抗变换器中的一种，并且可连接到载波放大器41的输出端子(或可称为输出级)。由于在输出匹配单元50中包括这样的四分之一波长电路(即，其中连接有电感器和电容器的电路)，因此在功率放大器系统中由四分之一波长电路占据的面积小于使用四分之一波长传输线的情况。在此，四分之一波长传输线是独立于输出匹配电路51和/或52并且具有大尺寸的电路元件。例如，四分之一波长电路可以是图2中所示的电路中的任何一种。在图2中，电路1001和1002可执行 90度的相位改变，电路1003和1004可执行-90度的相位改变。
61.输出匹配单元50和功率级40可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺一起制造为一个ic。另外，与功率级40形成对比，输出匹配单元50可不在ic内部实现，并且可独立于ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于输出匹配单元50不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
62.级间匹配单元30可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺与功率级40一
起制造为单个ic。另外，级间匹配单元30可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺与驱动级20一起制造为单个ic，并且在这种情况下，制造成本可低于使用包含砷化镓的基板的情况。
63.级间匹配单元30也可不包括在实现有驱动级20的ic或实现有功率级40的ic的内部的任何地方，并且可独立于这些ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于级间匹配单元30不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
64.此外，在级间匹配单元30包括相位补偿电路的情况下，当级间匹配单元30与驱动级20和/或功率级40一起制造为单个ic时，由于相位补偿电路占据的面积，因此与级间匹配单元30不包括相位补偿电路的情况相比，可能增加ic制造成本。因此，在级间匹配单元30包括相位补偿电路的情况下，当级间匹配单元30独立于ic直接安装在通信模块中时，可使总制造成本最小化。另外，当级间匹配单元30中的相位补偿电路独立于ic直接安装在通信模块中时，可通过优化构成相位补偿电路的电路元件的电感值或电容值来优化载波放大器41和峰值放大器42的负载阻抗的改变。
65.图3示出了根据实施例的功率放大器系统100-1。
66.参照图3，在功率放大器系统100-1中，输入匹配单元10-1包括相位补偿电路，但是级间匹配单元30-1不包括相位补偿电路，并且驱动级20-1包括载波放大器22和峰值放大器23。
67.相位补偿电路可连接到驱动级20-1的载波放大器22的输入端子或峰值放大器23的输入端子，因此，可改变输入到载波放大器22或峰值放大器23中的信号的相位。由于在输入匹配单元10-1中包括这样的相位补偿电路(即，连接有电感器和电容器的电路)，因此在功率放大器系统100-1中由相位补偿电路占据的面积小于使用四分之一波长传输线的情况。在此，四分之一波长传输线是独立于输入匹配电路12和/或13并且具有大尺寸的电路元件。例如，相位补偿电路可以是图2中所示的电路中的任何一种。在图2中，电路1001和1002可执行 90度的相位改变，并且电路1003和1004可执行-90度的相位改变。
68.输入匹配单元10-1可匹配接收rf输入信号rf
in
的端子与驱动级20-1之间的信号传输路径的阻抗。输入匹配单元10-1可包括多个输入匹配电路12和13，并且输入匹配电路12和13中的任何一者可包括相位补偿电路。另外，相位补偿电路可不包括在输入匹配电路12和13中，并且可独立地实现。例如，输入匹配电路12和13中的每者可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。输入匹配电路12和13分别连接到载波放大器22和峰值放大器23。另外，输入匹配电路12和13可集成到一个输入匹配电路中。然而，在功率放大器系统100-1中可省略输入匹配单元10-1。
69.驱动级20-1接收电力并放大rf输入信号。驱动级20-1包括一个或更多个载波放大器22和一个或更多个峰值放大器23。当使用载波放大器22和峰值放大器23时，载波放大器22和峰值放大器23中的每者的负载阻抗根据输入功率电平而变化。由于负载阻抗的这种改变，因此可在低输入功率和高输入功率两种情况下提高驱动级20-1的放大效率。载波放大器22通过阻抗变换器连接到rf输出信号rf
out
的端子，以放大rf输入信号rf
in
中的基础信号。峰值放大器23在不单独使用阻抗变换器的情况下连接到rf输出信号rf
out
的端子，以放大rf
输入信号rf
in
中的峰值信号。例如，当载波放大器22具有b类工作点并且峰值放大器23具有c类工作点时，峰值放大器23在载波放大器22饱和时开始其操作。
70.驱动级20-1可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺实施为单个ic。使用包含硅的基板的半导体制造工艺比使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺具有相对更低的成本。因此，当驱动级20-1在硅基板中实现时，可降低功率放大器系统100-1的成本。此外，由于功率放大器系统100-1占据了通信模块的最大比例的单位成本，因此可大大降低通信模块的单位成本。
71.输入匹配单元10-1和驱动级20-1可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺一起制造为一个ic。另外，与驱动级20-1形成对比，输入匹配单元10-1可不在ic内部实现，并且可独立于ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于输入匹配单元10-1不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
72.此外，在输入匹配单元10-1包括相位补偿电路的情况下，当输入匹配单元10-1与驱动级20-1一起制造为单个ic时，由于相位补偿电路占据的面积，因此与输入匹配单元10-1不包括相位补偿电路的情况相比，可能增加ic制造成本。因此，在输入匹配单元10-1包括相位补偿电路的情况下，当输入匹配单元10-1独立于ic直接安装在通信模块中时，可使总制造成本最小化。另外，当输入匹配单元10-1的相位补偿电路独立于ic直接安装在通信模块中时，可通过优化构成相位补偿电路的电路元件的电感值或电容值来优化载波放大器22和峰值放大器23的负载阻抗的改变。
73.级间匹配单元30-1可匹配驱动级20-1与功率级40-1之间的信号传输路径的阻抗，并且不包括相位补偿电路。级间匹配单元30-1可包括多个级间匹配电路33和34。例如，级间匹配电路33和34中的每者可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。级间匹配电路33和34分别连接到功率级40-1的载波放大器43和峰值放大器44。另外，级间匹配电路33和34可集成到一个级间匹配电路中。然而，在功率放大器系统100-1中可省略级间匹配单元30-1。
74.功率级40-1通过接收电力来放大来自驱动级20-1的rf信号。功率级40-1包括一个或更多个载波放大器43和一个或更多个峰值放大器44。功率级40-1的载波放大器43通过阻抗变换器连接到rf输出信号rf
out
的端子，并且功率级40-1的峰值放大器44在不单独使用阻抗变换器的情况下连接到rf输出信号rf
out
的端子。通过驱动级20-1的载波放大器22放大的基础信号可通过功率级40-1的载波放大器43放大，并且通过驱动级20-1的峰值放大器23放大的峰值信号可通过功率级40-1的峰值放大器44放大。因此，可在低输入功率和高输入功率两种情况下提高功率级40-1的放大效率以及驱动级20-1的放大效率，因此可使功率放大器系统100-1的放大效率最大化。例如，当功率级40-1的载波放大器43具有b类工作点并且功率级40-1的峰值放大器44具有c类工作点时，功率级40-1的峰值放大器44在功率级40-1的载波放大器43饱和时开始其操作。
75.功率级40-1可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺实现为单个ic。形成在包含砷化镓的基板上的ic可比形成在包含硅的基板上的ic实现更高的功率和更高的线性度，因此，通过功率级40-1的载波放大器43和峰值放大器44放大的rf信号可具有高功率
和高线性度，并且可具有高可靠性。
76.输出匹配单元50可匹配功率级40-1与输出放大的rf输出信号rf
out
的端子之间的信号传输路径的阻抗，并且可改变从功率级40-1的载波放大器43输出的信号的相位，并将从载波放大器43输出的相位改变的信号与从功率级40-1的峰值放大器44输出的信号合成，以形成合成的rf信号，然后将合成的rf信号向rf输出信号rf
out
的端子输出。输出匹配单元50可包括多个输出匹配电路51和52。例如，输出匹配电路51和52中的每者可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。然而，在功率放大器系统100-1中可省略输出匹配单元50。
77.输出匹配电路51和52中的至少一者可包括用于改变向其输入的信号的相位的四分之一波长电路。另外，四分之一波长电路可不包括在输出匹配电路51和52中，并且可独立地实现。四分之一波长电路可以是阻抗变换器中的一种，并且可连接到功率级40-1的载波放大器43的输出端子。由于在输出匹配单元50中包括这样的四分之一波长电路(即，其中连接有电感器和电容器的电路)，因此在功率放大器系统中由四分之一波长电路占据的面积小于使用四分之一波长传输线的情况。在此，四分之一波长传输线是独立于输出匹配电路51和/或52并且具有大尺寸的电路元件。例如，四分之一波长电路可以是图2中所示的电路中的任何一种。在图2中，电路1001和1002可执行 90度的相位改变，并且电路1003和1004可执行-90度的相位改变。
78.输出匹配单元50和功率级40-1可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺一起制造为一个ic。另外，与功率级40-1形成对比，输出匹配单元50不在ic内部实现，并且可独立于ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于输出匹配单元50不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
79.级间匹配单元30-1可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺与功率级40-1一起制造为单个ic。另外，级间匹配单元30-1可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺与驱动级20-1一起制造为单个ic，并且在这种情况下，制造成本可低于使用包含砷化镓的基板的情况。
80.级间匹配单元30-1也可不包括在实现有驱动级20-1的ic或实现有功率级40的ic内部的任何地方，并且可独立于这些ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于级间匹配单元30-1不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
81.图4示出了根据实施例的功率放大器系统100-2。
82.参照图4，在功率放大器系统100-2中，驱动级20-2包括用于执行差分放大的一对驱动放大器211和212，并且驱动放大器211和212接收电力以放大向其输入的信号之间的差。驱动放大器211和212具有将相反相位的信号显著放大并输出的差模以及将相同相位的信号抵消并输出的共模。例如，用于执行差分放大的驱动放大器211和212分别接收反相rf输入信号rf
in
和非反相rf输入信号rf
in
，因此可以以差分模式输出幅度为反相rf输入信号rf
in
的幅度和非反相rf输入信号rf
in
的幅度之和的大约两倍的信号。然而，由于施加到驱动
放大器211和212的电压或在驱动放大器211和212中流动的电流具有相同的相位，因此可在驱动放大器211和212的输出中消除包括在电压或电流中的噪声。因此，用于执行差分放大的功率放大器系统100-2可具有高线性功率和高效率。
83.驱动级20-2可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺实现为单个ic。使用包含硅的基板的半导体制造工艺比使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺具有相对更低的成本。因此，当驱动级20-2在硅基板中实现时，可降低功率放大器系统100-2的成本。此外，由于功率放大器系统100-2占据了通信模块的最大比例的单位成本，因此可大大降低通信模块的单位成本。
84.输入匹配单元10-2可匹配接收rf输入信号rf
in
的端子与驱动级20-2之间的信号传输路径的阻抗。输入匹配单元10-2包括一个或更多个输入匹配电路14。例如，输入匹配电路14可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。输入匹配电路14接收rf输入信号rf
in
然后输出反相rf输入信号rf
in
和非反相rf输入信号rf
in
，且连接到驱动放大器211和212。然而，在功率放大器系统100-2中可省略输入匹配单元10-2。
85.输入匹配单元10-2和驱动级20-2可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺一起制造为一个ic。另外，与驱动级20-2形成对比，输入匹配单元10-2可不在ic内部实现，并且可独立于ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于输入匹配单元10-2不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
86.级间匹配单元30-2可匹配驱动级20-2与功率级40-2之间的信号传输路径的阻抗。级间匹配单元30-2可包括多个级间匹配电路35和36。例如，级间匹配电路35和36中的每者可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。级间匹配电路35连接到一对载波放大器411和峰值放大器421，级间匹配电路36连接到另一对载波放大器412和峰值放大器422。另外，级间匹配电路35和36中的每者可分成两个部分，其中，级间匹配电路35中的两个部分分别逐个连接到载波放大器411和峰值放大器421，级间匹配电路36中的两个部分分别逐个连接到载波放大器412和峰值放大器422。然而，在功率放大器系统100-2中可省略级间匹配单元30-2。
87.级间匹配电路35和36中的至少一者可包括用于改变向其输入的信号的相位的相位补偿电路。另外，相位补偿电路可不包括在级间匹配电路35和36中，并且可独立地实现。相位补偿电路可连接到载波放大器411的输入端子或峰值放大器421的输入端子，因此，可改变输入到载波放大器411的信号的相位或输入到峰值放大器421的信号的相位。另外，相位补偿电路可连接到载波放大器412的输入端子或峰值放大器422的输入端子，因此，可改变输入到载波放大器412的信号的相位或输入到峰值放大器422的信号的相位。由于在级间匹配单元30-2中包括这样的相位补偿电路(即，其中连接有电感器和电容器的电路)，因此在功率放大器系统中由相位补偿电路占据的面积小于使用四分之一波长传输线的情况。在此，四分之一波长传输线是独立于级间匹配单元30-2并且具有大尺寸的电路元件。例如，相位补偿电路可以是图2中所示的电路中的任何一种。在图2中，电路1001和1002可执行 90度的相位改变，并且电路1003和1004可执行-90度的相位改变。
88.功率级40-2通过接收电力来放大来自驱动级20-2的rf信号。功率级40-2包括一对
2一起制造为单个ic。另外，级间匹配单元30-2可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺与驱动级20-2一起制造为单个ic，并且在这种情况下，制造成本可低于使用包含砷化镓的基板的情况。
94.级间匹配单元30-2也可不包括在实现有驱动级20-2的ic或实现有功率级40-2的ic内部的任何地方，并且可独立于这些ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于级间匹配单元30-2不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
95.此外，在级间匹配单元30-2包括相位补偿电路的情况下，当级间匹配单元30-2与驱动级20-2和/或功率级40-2一起制造为单个ic时，由于相位补偿电路占据的面积，因此与级间匹配单元30-2不包括相位补偿电路的情况相比，可能增加ic制造成本。因此，在级间匹配单元30-2包括相位补偿电路的情况下，当级间匹配单元30-2独立于ic直接安装在通信模块中时，可最小化总制造成本。另外，当级间匹配单元30-2的相位补偿电路独立于ic直接安装在通信模块中时，可通过优化构成相位补偿电路的电路元件的电感值或电容值来优化载波放大器411和412以及峰值放大器421和422的负载阻抗的改变。
96.图5示出了根据实施例的功率放大器系统100-3。
97.参照图5，在功率放大器系统100-3中，输入匹配单元10-3包括相位补偿电路，但是级间匹配单元30-3不包括相位补偿电路，并且驱动级20-3包括分别执行差分放大的一对载波放大器221和222以及一对峰值放大器231和232。
98.相位补偿电路可连接到驱动级20-3的一对载波放大器221和222以及一对峰值放大器231和232中的任何一者的输入端子，因此，可改变输入到一对载波放大器221和222以及一对峰值放大器231和232中的任何一者的信号的相位。由于在输入匹配单元中包括这样的相位补偿电路(即，其中连接有电感器和电容器的电路)，因此在功率放大器系统100-3中由相位补偿电路占据的面积小于使用在四分之一波长传输线的情况。在此，四分之一波长传输线是独立于级间匹配电路并且具有大尺寸的电路元件。例如，相位补偿电路可以是图2中所示的电路中的任何一种。在图2中，电路1001和1002可执行 90度的相位改变，并且电路1003和1004可执行-90度的相位改变。
99.输入匹配单元10-3可匹配接收rf输入信号rf
in
的端子与驱动级20-3之间的信号传输路径的阻抗。输入匹配单元10-3可包括多个输入匹配电路15和16，并且输入匹配电路15和16中的任何一者可包括相位补偿电路。另外，相位补偿电路可不包括在输入匹配电路15和16中，并且可独立地实现。例如，输入匹配电路15和16中的每者可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。输入匹配电路15和16可分别连接到一对载波放大器221和222以及一对峰值放大器231和232。另外，输入匹配电路15和16中的每者可分成两个部分，输入匹配电路15中的两个部分分别逐个连接到载波放大器221和载波放大器222，输入匹配电路16中的两个部分分别逐个连接到峰值放大器231和峰值放大器232。然而，在功率放大器系统100-3中可省略输入匹配单元10-3。
100.在驱动级20-3中，载波放大器221和222将向其输入的信号之间的差放大，并且峰值放大器231和232也将向其输入的信号之间的差放大。一对载波放大器221和222以及一对峰值放大器231和232中的每者具有将相反相位的信号显著放大并输出的差模，以及将相同
相位的信号抵消并输出的共模。另外，载波放大器221和222通过阻抗变换器连接到rf输出信号rf
out
的端子，以将具有相反相位的rf输入信号rf
in
中的每个rf输入信号rf
in
中的基础信号放大，并且幅度为反相rf输入信号rf
in
和非反相rf输入信号rf
in
中的基础信号的幅度之和的大约两倍的信号可以以差模输出。峰值放大器231和232使用阻抗变换器连接到rf输出信号rf
out
的端子，以将具有相反相位的rf输入信号rf
in
中的每个rf输入信号rf
in
中的峰值信号放大，并且幅度为反相rf输入信号rf
in
和非反相rf输入信号rf
in
中的峰值信号的幅度之和的大约两倍的信号可以以差模输出。然而，由于施加到载波放大器221和222的电压或在载波放大器221和222中流动的电流具有相同的相位，因此可在载波放大器221和222的输出中消除包括在电压或电流中的噪声。另外，由于施加到峰值放大器231和232的电压或在峰值放大器231和232中流动的电流具有相同的相位，因此可在峰值放大器231和232的输出中消除包括在电压或电流中的噪声。因此，用于执行差分放大的功率放大器系统100-3可具有高线性功率和高效率。例如，当载波放大器221和222中的每者具有b类工作点并且峰值放大器231和232中的每者具有c类工作点时，峰值放大器231和232在载波放大器221和222饱和时开始其操作。
101.驱动级20-3可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺实现为单个ic。使用包含硅的基板的半导体制造工艺比使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺具有相对较低的成本。因此，当驱动级20-3在硅基板中实现时，可降低功率放大器系统100-3的成本。此外，由于功率放大器系统100-3占据了通信模块的最大比例的单位成本，因此可大大降低通信模块的单位成本。
102.输入匹配单元10-3和驱动级20-3可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺一起制造为一个ic。另外，与驱动级20-3形成对比，输入匹配单元10-3可不在ic内部实现，并且可独立于ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于输入匹配单元10-3不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
103.此外，在输入匹配单元10-3包括相位补偿电路的情况下，当级间匹配单元10-3与驱动级20-3一起制造为单个ic时，由于相位补偿电路占据的面积，因此与输入匹配单元10-3不包括相位补偿电路的情况相比，可能增加ic制造成本。因此，在输入匹配单元10-3包括相位补偿电路的情况下，当输入匹配单元10-3独立于ic直接安装在通信模块中时，可使总制造成本最小化。另外，当输入匹配单元10-3的相位补偿电路独立于ic直接安装在通信模块中时，可通过优化构成相位补偿电路的电路元件的电感值或电容值来优化载波放大器221和/或222以及峰值放大器231和/或232的负载阻抗的改变。
104.级间匹配单元30-3可匹配驱动级20-3与功率级40-3之间的信号传输路径的阻抗，并且不包括相位补偿电路。级间匹配单元30-3可包括多个级间匹配电路37和38。例如，级间匹配电路37和38中的每者可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。级间匹配电路37连接到功率级40-3的一对载波放大器431和432，级间匹配电路38连接到功率级40-3的一对峰值放大器441和442。另外，级间匹配电路37和38中的每者可分成两个部分，级间匹配电路37中的两个部分分别逐个连接到载波放大器431和载波放大器432，级间匹配电路38中的两个部分分别逐个连接到峰值放大器441和峰值放大器442。然而，在功率放大
器系统100-3中可省略级间匹配单元30-3。
105.功率级40-3通过接收电力来放大来自驱动级20-3的rf信号。功率级40-3包括一对载波放大器431和432以及一对峰值放大器441和442。功率级40-3的一对载波放大器431和432通过阻抗变换器连接到rf输出信号rf
out
的端子，并且一对峰值放大器441和442使用阻抗变换器连接到rf输出信号rf
out
的端子。通过驱动级20-3的载波放大器221和222放大的基础信号可通过载波放大器431和432放大，通过驱动级20-3的峰值放大器231和232放大的峰值信号可通过峰值放大器441和442放大。因此，可在低输入功率和高输入功率两种情况下提高功率级40-3的放大效率以及驱动级20-3的放大效率，并且因此可使功率放大器系统100-3的放大效率最大化。例如，当载波放大器431和432中的每者具有b类工作点并且峰值放大器441和442中的每者具有c类工作点时，峰值放大器441和442在载波放大器431和432饱和时开始其操作。
106.功率级40-3可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺实现为单个ic。形成在包含砷化镓的基板上的ic可比形成在包含硅的基板上的ic实现更高的功率和更高的线性度，因此通过功率级40-3的载波放大器431和432以及峰值放大器441和442放大的rf信号可具有高功率和高线性度，并且可具有高可靠性。
107.输出匹配单元50-2可匹配功率级40-3与输出放大的rf输出信号rf
out
的端子之间的信号传输路径的阻抗，并且可改变从功率级40-3的载波放大器431和432输出的信号的相位，并将从载波放大器431和432输出的相位改变的信号与从功率级40-3的峰值放大器441和442输出的信号合成，以形成合成的rf信号，然后将合成的rf信号向rf输出信号rf
out
的端子输出。输出匹配单元50-2可包括多个输出匹配电路56、57和58。例如，输出匹配电路56、57和58中的每者可以是电感器和电容器彼此连接的电路，并且可包括变压器。然而，在功率放大器系统100中可省略输出匹配单元50-2。
108.输出匹配电路56、57和58中的至少一者可包括用于改变向其输入的信号的相位的四分之一波长电路。另外，四分之一波长电路可不包括在输出匹配电路56、57和58中，并且可独立地实现。四分之一波长电路可以是阻抗变换器中的一种，并且可连接到功率级40-3的载波放大器431和432的输出端子。由于在输出匹配单元中包括这样的四分之一波长电路(即，其中连接有电感器和电容器的电路)，因此在功率放大器系统100-3中由四分之一波长电路占据的面积小于使用四分之一波长传输线的情况。在此，四分之一波长传输线是独立于输出匹配电路并且具有大尺寸的电路元件。例如，四分之一波长电路可以是图2中所示的电路中的任何一种。在图2中，电路1001和1002可执行 90度的相位改变，并且电路1003和1004可执行-90度的相位改变。
109.输出匹配单元50-2和功率级40-3可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺一起制造为一个ic。另外，与功率级40-3形成对比，输出匹配单元50-2可不在ic内部实现，并且可独立于ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于输出匹配单元50-2不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
110.级间匹配单元30-3可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺与功率级40-3一起制造为单个ic。另外，级间匹配单元30-3可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺
与驱动级20-3一起制造为单个ic，并且在这种情况下，制造成本可低于使用包含砷化镓的基板的情况。
111.级间匹配单元30-3也可不包括在实现有驱动级20-3的ic或实现有功率级40-3的ic内部的任何地方，并且可独立于这些ic直接安装在通信模块中。在这种情况下，由于级间匹配单元30-3不在昂贵的ic内部实现，因此可降低总制造成本。另外，在这种情况下，由于可将具有难以在ic内部使用的电感值或电容值的电路元件直接安装在通信模块上，因此可使rf信号的损失最小化并且可促进电路优化。
112.图6示出了根据示例性实施例的功率放大器系统100-4的截面图。
113.参照图6，功率放大器系统100-4包括输入匹配单元10、驱动级20、级间匹配单元30、功率级40和输出匹配单元50。驱动级20和功率级40通过基础基板90上的电连接结构80彼此连接。例如，电连接结构80可具有诸如焊料球、引脚、焊盘或焊垫的结构。驱动级20可通过使用包含硅的基板的半导体制造工艺实现为单个ic，功率级40可通过使用包含砷化镓的基板的半导体制造工艺实现为单个ic。
114.输入匹配单元10、级间匹配单元30和输出匹配单元50中的每者集成在基础基板90内部。另外，输入匹配单元10、级间匹配单元30和输出匹配单元50中的至少一者可独立于驱动级20和功率级40安装在基础基板90的外部。输入匹配单元10和级间匹配单元30中的至少一者可与驱动级20一起制造为单个ic，以通过电连接结构80连接到基础基板90。级间匹配单元30和输出匹配单元50中的至少一者可与功率级40一起制造为单个ic，以通过电连接结构80连接到基础基板90。
115.参照图6，功率级40需要相对高的线性功率，并且可在包含砷化镓的基板中实现功率级40，而驱动级20需要相对低的功率，并且可在具有低单位成本的包含硅的基板上实现驱动级20，从而可提高功率放大器系统100-4的效率，并且降低功率放大器系统100-4的成本。同时，通过将级间匹配单元30独立于驱动级20和功率级40直接安装在通信模块中，可促进功率损耗最小化和电路优化，同时降低制造成本。
116.图7示出了根据实施例的通信系统1的俯视平面图。
117.参照图7，通信系统1可包括功率放大器系统100、低噪声放大器200、开关300、耦合器400和控制器500。
118.在构成通信系统1的组件中，功率放大器系统100占据通信系统1中的最大面积。因此，如上所述，由于功率放大器系统100具有小的面积，因此可减小通信系统1的整体尺寸。
119.功率放大器系统100可放大通过天线传输的rf信号。因此，可提高功率放大器系统100的线性功率和效率，并且可增加功率放大器系统100的可靠性，使得通信系统1可充分满足5g nr标准。
120.低噪声放大器200放大通过天线接收的rf信号。低噪声放大器200可放大非常小电平的rf信号，同时将rf信号与噪声区分开。低噪声放大器200可设置在天线附近。带阻滤波器可连接在低噪声放大器200与开关300之间。带阻滤波器可仅允许特定频带的信号不通过带阻滤波器。
121.开关300可改变rf信号通过功率放大器系统100和低噪声放大器200的路径。例如，开关300可被配置为允许功率放大器系统100或低噪声放大器200接收rf信号。另外，开关300可将功率放大器系统100与通信系统1的控制器500连接，或者可将功率放大器系统100
与具有与通信系统1的通信标准不同的通信标准的通信系统连接。开关300还可将低噪声放大器200与通信系统1的控制器500连接，或者可将低噪声放大器200与具有与通信系统1的通信标准不同的通信标准的通信系统连接。
122.耦合器400可对输入rf信号执行功率采样或功率分配。耦合器400连接到开关300。例如，耦合器400可检测通过功率放大器系统100和低噪声放大器200的rf信号的功率，并且检测到的功率可用于通过使用控制器500来控制功率放大器系统100和低噪声放大器200。另外，耦合器400可分配和传输rf信号，并且可分别在多个通信系统中使用分配的rf信号。带通滤波器可连接在耦合器400与开关300之间。带通滤波器可仅将特定频带的信号传输到下一级，并且可去除噪声。
123.控制器500可连接到功率放大器系统100、低噪声放大器200、开关300和耦合器400，以控制功率放大器系统100、低噪声放大器200、开关300和耦合器400。控制器500可包括存储器、处理器等以执行数字信号处理。
124.通信系统1可在电子装置中实现。例如，电子装置可以是智能电话、个人数字助理、数字摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板电脑、膝上型电脑、网络、电视、视频游戏、智能手表、汽车装置等，但不限于这些示例。
125.执行本技术中描述的操作的图1至图7中的输入匹配单元10、10-1、10-2和10-3、驱动级20、20-1、20-2和20-3、级间匹配单元30、30-1、30-2和30-3、功率级40、40-1、40-2和40-3、输出匹配单元50、50-1和50-2、耦合器400和控制器500由硬件组件实现，所述硬件组件被配置为执行本技术中描述的由硬件组件执行的操作。可用于执行本技术中描述的操作的硬件组件的示例在适当的情况下包括控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及被配置为执行本技术中描述的操作的任意其他电子组件。在其他示例中，执行本技术中描述的操作的硬件组件中一个或更多个由计算硬件实现，例如，由一个或更多个处理器或计算机实现。处理器或计算机可由一个或更多个处理元件(诸如，逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或者被配置为以定义的方式响应和执行指令以实现期望的结果的任意其他装置或装置的组合)实现。在一个示例中，处理器或计算机包括或连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或更多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件组件可执行指令或软件(诸如，操作系统(os)和在os上运行的一个或更多个软件应用)，以执行本技术中描述的操作。硬件组件还可响应于指令或软件的执行而访问、操纵、处理、创建和存储数据。为了简单起见，可在本技术中描述的示例的描述中使用单数术语“处理器”或“计算机”，但在其他示例中，可使用多个处理器或计算机，或者处理器或计算机可包括多个处理元件或多种类型的处理元件，或者处理器或计算机可包括多个处理元件和多种类型的处理元件两者。例如，单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件可由单个处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器来实现。一个或更多个硬件组件可由一个或更多个处理器、或处理器和控制器来实现，并且一个或更多个其他硬件组件可由一个或更多个其他处理器、或另一处理器和另一控制器实现。一个或更多个处理器、或者处理器和控制器可实现单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件。硬件组件可具有不同的处理配置中的任意一种或更多种，其示例包括单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(sisd)多处理、单指令多数据(simd)多处理、多指
令单数据(misd)多处理和多指令多数据(mimd)多处理。
126.执行本技术中描述的操作的图1至图7中示出的方法由计算硬件执行，例如，由如上所述实现的执行指令或软件的一个或更多个处理器或计算机执行，以执行本技术中描述的通过所述方法执行的操作。例如，单个操作或者两个或更多个操作可由单个处理器、或两个或更多个处理器、或处理器和控制器执行。一个或更多个操作可由一个或更多个处理器或者处理器和控制器执行，并且一个或更多个其他操作可由一个或更多个其他处理器或者另一处理器和另一控制器执行。一个或更多个处理器或者处理器和控制器可执行单个操作或者两个或更多个操作。
127.用于控制计算硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件，可被编写为计算机程序、代码段、指令或它们的任意组合，以用于单独地或共同地指示或配置一个或更多个处理器或计算机以操作为执行由如上所述的硬件组件和方法执行的操作的机器或专用计算机。在一个示例中，指令或软件包括由一个或更多个处理器或计算机直接执行的机器代码(诸如通过编译器生成的机器代码)。在另一示例中，指令或软件包括由一个或更多个处理器或计算机使用解释器执行的更高级代码。指令或软件可基于附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应描述使用任意编程语言来编写，附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应描述公开了用于执行通过如上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法。
128.用于控制计算硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构可记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中或上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、闪存、cd-rom、cd-r、cd r、cd-rw、cd rw、dvd-rom、dvd-r、dvd r、dvd-rw、dvd rw、dvd-ram、bd-rom、bd-r、bd-r lth、bd-re、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘，以及被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构并提供指令或软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构到一个或更多个处理器或计算机使得一个或更多个处理器或计算机可执行指令的任意其他装置。在一个示例中，指令或软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机系统上，使得指令和软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构通过一个或更多个处理器或计算机以分布式的方式存储、访问和执行。
129.虽然本公开包括具体示例，但是在理解本技术的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在形式和细节上对这些示例做出各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的方式组合所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，和/或由其他组件或其等同物来替换或者添加所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的全部变型将被解释为被包含在本公开中。