本发明专利技术涉及一种基于开关谐振结构的Doherty功率放大器实现方法，在辅助功放之后设有抑制辅助功放的高次谐波分量的开关谐振结构，使辅助功放实现E类工作；所述开关谐振结构包含开关，及与之相连的并联的电阻、电容和电感；通过优化电感值，以使信号谐振于基波频率，对谐波呈现高阻抗特性，实现理想E类放大器时域电压和电流波形的正交关系。在高线性度条件下，较大的提高Doherty功放的效率。所述新型的开关谐振结构的电感值决定了其工作频率，通过合理的计算开关谐振结构中的电感值，同时兼顾实现E类功放的零电流开关，保证在工作频段内实现功放高效率性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波电路设计领域，特别涉及一种基于开关谐振结构的高效率 Doherty功率放大器实现方法。
技术介绍
随着无线调制系统对效率和线性度的严格要求，功放的效率显得越来越重要。在 保证功放线性度的条件下，获得高效率，已成为功放研制的关键技术。 目前，一些传统的提高功放效率的方法，例如，动态偏置（Dynamic Bias Control)，LINC(Linear Amplification with Nonlinear Components)发身才机，包络 删除和恢复（Envelope Elimination and Restoration, EER)和极坐标发射机（Polar Transmitter)，通常需要使用外加电路和信号处理，这将导致设计的复杂性和成本的提高， 同时还导致幅相失真较严重等问题，使线性化的提高受到限制。 关于该方面的研究，华为技术有限公司的苏永革等人，申请了名为"Doherty功率 放大器"的专利技术专利，申请号为2010106052711，但是该专利是在主功放后面采用新型补偿 线的方式，来提高Doherty功率放大器的效率，效率提高较为有限。 Yong-Sub Lee 等人在 IEEE Microwave Wireless Components Letter 期刊（IEEE 微波与无线元件快报）上，发表的"Highly efficient Doherty amplifier based on Class-E topology for WCDMA applications"（基于 E 类拓扑的高效率 Doherty 放大器在 WCDM的应用）的论文。该技术将辅助功放采用E类功放，效率有较大的提高，但是所提出 的结构主要工作于基波频率，对于谐波抑制较弱，无法保证Doherty功率放大器更高的线 性化要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用开关谐振结构实现的高效率Doherty功放实现 方法，该结构不但具有带通滤波功能，线性度得到改善。同时该结构还能使辅助功放实现E 类工作，提高整个Doherty功放的效率。 为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供一种基于开关谐振结构的Doherty 功率放大器实现方法，其中在Doherty功率放大器的输入端到输出端之间，一路为主功放， 另一路为90度相移及辅助功放； 在辅助功放之后设有抑制辅助功放的高次谐波分量的开关谐振结构，使辅助功放 实现E类工作；所述开关谐振结构包含开关，及与之相连的并联的电阻R、电容C和电感L ; 通过公另化电感值，以使信号谐振于基波频率，对谐波呈现高阻抗 特性，实现理想E类放大器时域电压和电流波形的正交关系；其中ω为工作频率。 优选地，开关谐振结构中的电感值满足以下关系： 在E类功放的最高工作频率f_时，寄生电感1被开关谐振结构的并联电感所吸 收，漏极峰值电压等于晶体管的漏极击穿电压vd_; 其中，P。为功放输出功率。 优选地，根据以下公式： 其中，R、C和L为谐振网络中的电阻、电容和电感； 通过提高负载阻抗&来降低Q值，以形成动态输入电阻对辅助功放的动态电阻进 行匹配；利用开关谐振结构的高-Q值带通特性，实现对辅助功放输出信号滤波。 优选地，在输出功率超过30dBm以上的大功率条件下，辅助功放开始工作；通过调 整开关谐振结构的电容值，调节辅助功放的输出相位，从而在辅助功放与主功放输出信号 进行合成后，抑制不需要的失真相位信号，提高Doherty功率放大器的线性度。 优选地，所述Doherty功率放大器中，介质基板的相对介电常数ε ^的选择范围为 2~5之间，损耗角正切值tg 〇 < 10 3;介质厚度h为0. 6~0. 8_。 本专利技术带来以下有益效果： 本专利技术在将传统的Doherty功放的辅助功放中加入开关谐振结构，实现Doherty 功放的高效率；利用开关谐振结构的高-Q性能，实现带通滤波性能，保证线性度，加工简 单，易于与其它微波电路集成，具有很强的实用性及应用前景。 本专利技术将开关谐振结构应用于Doherty功放中，其工作于基波频率，对谐波呈现 出高阻抗特性，从而使时域电压和电流波形得到优化，逼近理想E类功放。可以保证功放高 线性度的条件下，较大的提高整个Doherty功放的效率。不需要外加信号处理电路，结构简 单，具有广阔的实用价值。 其信号谐振于基波频率，对谐波呈现出高阻抗特性，通过优化电感值，使时域电压 和电流波形得到优化，逼近理想E类放大器时域电压和电流波形的正交关系。 通过调整辅助功放后谐振网络中的电容值，在大功率条件下，调节辅助功放的输 出相位，从而与主功放输出信号进行合成，抑制不需要的失真相位信号，在高效率条件下， 提高整个Doherty功放的线性度。【附图说明】 图1是本专利技术中的开关谐振结构的示意图； 图2是本专利技术中基于开关谐振结构的Doherty功放的整体结构示意图； 图3是对有无谐振网络时Doherty功放的测试结果及仿真结果的比较图。【具体实施方式】 下面结合【附图说明】本专利技术的优选实施例。 本专利技术的设计原理如下： 配合参见图1、图2所示，本专利技术的Doherty功放的输入端到输出端之间，一路为 主功放，一路为90度相移及辅助功放，并且在辅助功放之后加入有开关谐振结构（或称开 关谐振网络），来抑制辅助功放的高次谐波分量；通过所述开关谐振结构，实现辅助功放的 E类工作方式，在高线性度条件下，较大的提高Doherty功放的效率。在所述开关谐振结构 中，通过采用不同的电感值，实现对Doherty功放工作频率的选择；并且，利用所述开关谐 振结构的高-Q (约200左右）性能，实现带通滤波功能，抑制E类辅助功放的谐波和杂散信 号，从而提高整个Doherty功放的线性度。 本专利技术的优选实施例的具体实施过程如下： 1、开关谐振结构内部参数确定 开关谐振内部参数如图1所示，该结构由开关，及并联的电阻、电容和电感组成。 改进型E类功放的寄生电感1和漏极承受的最大电压￥3是当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于开关谐振结构的Doherty功率放大器实现方法，其特征在于，Doherty功率放大器的输入端到输出端之间，一路为主功放，另一路为90度相移及辅助功放；在辅助功放之后设有抑制辅助功放的高次谐波分量的开关谐振结构，使辅助功放实现E类工作；所述开关谐振结构包含开关，及与之相连的并联的电阻R、电容C和电感L；通过公式优化电感值，以使信号谐振于基波频率，对谐波呈现高阻抗特性，实现理想E类放大器时域电压和电流波形的正交关系；其中ω为工作频率。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵世巍，徐冰，李雪珺，汪霆雷，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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