一种新型高效功率放大器制造技术

本实用新型专利技术涉及无线通信技术领域，提供了一种新型高效功率放大器，包括5dB耦合器、吸收负载、输入匹配电路、输出匹配电路、功率放大器、第一微带补偿线、第二微带补偿线、合成电路以及阻抗变换线；所述功率放大器包括载波放大器和峰值放大器；所述输入匹配电路包括载波路输入匹配电路、峰值路输入匹配电路，所述输出匹配电路包括载波路输出匹配电路、峰值路输出匹配电路；本实用新型专利技术为了满足高效率采用了Doherty合路技术，且选用了合理的放大管、对匹配电路进行了合理的设计，使得放大器的功率增益高，可达28dB，电流效率高，在峰值功率回退9dB时仍可以满足高效率要求，又能做到成本低廉，同时又能保证功放工作可靠、稳定。

A new type of high efficiency power amplifier

The utility model relates to the field of wireless communication technology, and provides a new type of high efficient power amplifier, including 5dB coupler, absorbing load, input matching circuit, output matching circuit, power amplifier, first microstrip compensation line, second microstrip compensation line, synthetic circuit and impedance transformation line, and the power amplifier package. The input matching circuit consists of a carrier wave input matching circuit and a peak input matching circuit. The output matching circuit includes a carrier wave output matching circuit and a peak output matching circuit. The utility model uses a Doherty circuit to meet high efficiency and is selected. Reasonable amplifier tube and reasonable design of the matching circuit make the power gain of the amplifier high, up to 28dB, the current efficiency is high, the high efficiency can be met when the peak power is back to 9dB, and the cost is low. At the same time, it can ensure the reliability and stability of the power amplifier.

【技术实现步骤摘要】
一种新型高效功率放大器
本技术涉及无线通信
，尤其涉及一种新型高效功率放大器。
技术介绍
随着3G、4G时代的来临，为了提高数据传输速率和频谱利用率，现代移动通信多采用线性调制方式和多载波技术，导致信号的峰均比越来越高，系统效率低下，系统的耗能问题受到越来越多的重视，射频功率放大器作为最重要的耗能元件，在整个无线电通信系统中的耗能占了很大比重，追求更高的功率效率已成为设备制造商们的重要目标。高峰均比的信号对基站的功率放大器的要求较高，因此基站的功率放大器为了不失真的放大这些高峰均比的信号，减小误码率，需要功率放大器有比较大的功率容量，保证信号在峰值的时候不会被压缩，可以采用功率回退的方法，但是这样做效率很低。在蜂窝基站中的放大模组，其核心放大单元即为LDMOS功率管，然由于工艺上的制约，目前常用的LDMOS功率管，即使采用了Doherty高效率技术，在通常条件下，当输出功率为饱和功率回退7dB时，漏极电流效率仅为25％左右。例如一个饱和功率为200W的放大功率管，在输出功率为60W的时候，效率仅为25％，而总消耗的直流电源功率为240W，其他180W的功率转化为热能而消耗掉。LDMOS功率管能够曾受的结温最高位225℃，如果不能够及时将热能转移，将会导致结温迅速升高而最终烧坏LDMOS功率管。Doherty技术同其他技术相比，有着结构简单、成本低廉，对系统线性度影响相对较小，并且及其适用于高峰均比的现代无线信号效率传输的优点，因此成为现代无线通信放大器设计中最有商用前景的技术。除了采用高效率技术外，功率放大管的选型、匹配电路的设计以及Doherty合路设计上需要有突破。同时如何才可以让功率放大器即有着大的功率容量，同时又可以在功率回退比较多的情况下有比较高的电流效率呢，这样就可以在数据、话务量等繁忙的时候可以低的误码率来保证信号不失真，又可以在数据量、话务量较少的时候节省用电量，尽量将放大管的性能用到最佳这样也是值得研究的一项课题。另一方面高效率、高功率功率放大器的成本，也是功率放大器设计过程中必须考虑的一个重要因素，如何利用低成本的放大管设计高性能、高可靠性的放大器也是功率放大器设计的一个难点。
技术实现思路
终上所述，本技术的目的在于提供一种新型高效率、低成本的用于基站无线通信系统的功率放大器，以优化现有技术中的功率放大器的工作性能。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种新型高效功率放大器，包括信号输入端、5dB耦合器、吸收负载、输入匹配电路、输出匹配电路、功率放大器、第一微带补偿线、第二微带补偿线、合成电路、阻抗变换线以及终端负载；所述功率放大器包括载波放大器和峰值放大器；所述输入匹配电路包括载波路输入匹配电路和峰值路输入匹配电路，所述输出匹配电路包括载波路输出匹配电路和峰值路输出匹配电路；所述5dB耦合器的输入端和信号输入端相连接，所述5dB耦合器的隔离端与所述吸收负载相连接，所述5dB耦合器的0°耦合端与所述第一微带补偿线、所述载波路输入匹配电路、所述载波放大器、所述载波路输出匹配电路以及所述合成电路依次相连接，所述5dB耦合器的-90°直通端与所述峰值路输入匹配电路、所述峰值放大器、所述峰值路输出匹配电路、所述第二微带补偿线以及所述合成电路依次相连接，所述合成电路与所述阻抗变换线、终端负载依次相连接。进一步地，所述5dB耦合器选用通用类的(0°、-90°)5dB定向耦合器，对输入信号功率进行非等量分配。进一步地，所述吸收负载选用50欧姆电阻，所述终端负载为50欧姆电阻。进一步地，所述功率放大器采用AMPLEON公司新推出的BLM8G1822S-80ABG功率放大管，所述载波放大器、峰值放大器由两级放大管串联连接组成，载波放大器工作在AB类，峰值放大器工作在C类。进一步地，所述第一微带补偿线的相位时延+90°＝所述第二微带补偿线的相位时延，所述第一微带补偿线、第二微带补偿线的阻抗均为50欧姆。进一步地，所述阻抗变换线长度为四分之一波长，所述阻抗变换线阻抗为28.9欧姆。以现有技术相比，本技术提供的一种新型高效功率放大器为了满足高效率采用了Doherty合路技术，且选用了合理的放大管、对匹配电路进行了合理的设计，整个功率放大器由两级放大管组成，放大器的功率增益高，可达28dB；电流效率高，在输出均值功率为40dBm(即10W)的时候，整个电流附加效率可达30％以上，比传统工作在CLASSAB状态的功率放大器(电流附加效率在15％内)，提升了1倍；选择的BLM8G1822S-80ABG功率放大管是成本低廉的塑封管，因为电流效率高，即使峰值功率可达80W，也可以做成贴片封装形式，可以直接贴片，因此对功放而言整机实现成本相对低廉，而一般的功率放大管，贴片封装形式的要么功率小(10W以内)，要么就是功率大于10W的时候就需要焊接到一个小铜块法兰上，经过PCB板开槽后安装到散热底座上，无法直接贴片，工艺比较复杂不好控制，成本高，并且已经通过高低温实验和可靠性实验，功放电路工作可靠、稳定。因此，本技术既满足了高效率的要求(在峰值功率回退9dB时仍能满足高效率的要求)，又能做到成本低廉，同时又能保证功放工作可靠、稳定。附图说明图1是本技术提供的一种新型高效功率放大器的电路原理图。图2是本技术提供的一种新型高效功率放大器的BLM8G1822S-80ABG功率放大管内部框图。其中，图中各附图标记：1-信号输入端，2-5dB耦合器，3-吸收负载，4-第一微带补偿线，5-第二微带补偿线，6-输入匹配电路，7-输出匹配电路，8-功率放大器，9-合成电路，10-阻抗变换线，11-终端负载。具体实施方式为了使本使用新型的目的、技术方案及优点更加明白，下面结合附图对本技术提供的优选实施方式做具体说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。图1是表示本技术的实施方式的功率放大器的电路原理图，如图1所示，一种新型高效功率放大器，它包括信号输入端1、5dB耦合器2、吸收负载3、输入匹配电路6、输出匹配电路7、功率放大器8、第一微带补偿线4、第二微带补偿线5、合成电路9、阻抗变换线10以及终端负载11。具体而言，输入匹配电路6包括载波路输入匹配电路601和峰值路输入匹配电路602，其对有源器件进行合理的增益匹配，得到适当的电压驻波比；输出匹配电路7包括载波路输出匹配电路701和峰值路输出匹配电路702，其对有源器件的复数源阻抗和复数负载阻抗进行匹配。具体而言，吸收负载3选用50欧姆电阻，用以吸收泄露的信号功率，以免产生反射。具体而言，5dB耦合器2选用通用类的(0°、-90°)5dB耦合器，5dB耦合器对功率进行非等量分配，对两路功率放大器采用最优的功率分配，使得放大器得到最大的输出功率。具体而言，终端负载11为50欧姆电阻。具体而言，功率放大器8包括载波放大器801和峰值放大器802，功率放大器8的载波放大器801和峰值放大器802均采用了AMPLEON公司新推出的一种新型的BLM8G1822S-80ABG功率放大管，采用两级高频器件串联而成，通过采用非对称Doherty技术，在不同输入功率状态下，控制峰值放大器802的导通或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型高效功率放大器，包括：信号输入端、5dB耦合器、吸收负载、输入匹配电路、输出匹配电路、功率放大器、第一微带补偿线、第二微带补偿线、合成电路、阻抗变换线以及终端负载；所述功率放大器包括载波放大器和峰值放大器；所述输入匹配电路包括载波路输入匹配电路和峰值路输入匹配电路，所述输出匹配电路包括载波路输出匹配电路和峰值路输出匹配电路；其特征在于，所述5dB耦合器的输入端和信号输入端相连接，所述5dB耦合器的隔离端与所述吸收负载相连接，所述5dB耦合器的0°耦合端与所述第一微带补偿线、所述载波路输入匹配电路、所述载波放大器、所述载波路输出匹配电路以及所述合成电路依次相连接，所述5dB耦合器的‑90°直通端与所述峰值路输入匹配电路、所述峰值放大器、所述峰值路输出匹配电路、所述第二微带补偿线以及所述合成电路依次相连接，所述合成电路与所述阻抗变换线、终端负载依次相连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型高效功率放大器，包括：信号输入端、5dB耦合器、吸收负载、输入匹配电路、输出匹配电路、功率放大器、第一微带补偿线、第二微带补偿线、合成电路、阻抗变换线以及终端负载；所述功率放大器包括载波放大器和峰值放大器；所述输入匹配电路包括载波路输入匹配电路和峰值路输入匹配电路，所述输出匹配电路包括载波路输出匹配电路和峰值路输出匹配电路；其特征在于，所述5dB耦合器的输入端和信号输入端相连接，所述5dB耦合器的隔离端与所述吸收负载相连接，所述5dB耦合器的0°耦合端与所述第一微带补偿线、所述载波路输入匹配电路、所述载波放大器、所述载波路输出匹配电路以及所述合成电路依次相连接，所述5dB耦合器的-90°直通端与所述峰值路输入匹配电路、所述峰值放大器、所述峰值路输出匹配电路、所述第二微带补偿线以及所述合成电路依次相连接，所述合成电路与所述阻抗变换线、终端负载依次相连接。2.根据权利要求1所述的一种新型高效功率放大器，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯红亮，卓龙声，
申请(专利权)人：深圳市鼎芯无限科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44