The invention relates to a load modulation power amplifier with self-input control and its realization method. The third orthogonal coupler divides the input signal into two channels. The first orthogonal coupler converts one output signal into two orthogonal signals through the power amplifier circuit, and the output signals of the two power amplifier circuits are connected to the input end of the second orthogonal coupler and output to the load. The isolation end of the second orthogonal coupler is connected with the control signal needed for load modulation. The control signal is realized by phase adjustment and power amplification of another output signal. The invention realizes a load modulation power amplifier by introducing a control signal through an orthogonal coupler, and the control signal is generated by an input signal through a control signal generation circuit to generate the required amplitude and phase control signal according to the demand, thereby increasing the working bandwidth of the load modulation power amplifier and improving the efficiency in the power regression range of the load modulation power amplifier.
【技术实现步骤摘要】
一种自输入控制的负载调制类功率放大器及其实现方法
本专利技术属于无线通讯
,涉及一种自输入控制的负载调制类功率放大器及其实现方法。
技术介绍
随着无线通信技术的迅速发展,射频微波技术在人们的日常生活中越来越重要。现代无线通信标准依赖于以高频谱效率为特征的调制信号,以便优化稀缺频谱资源的使用。从高频发射器的角度来看,这种选择导致对线性度的严格要求,同时伴随着功率放大器(PA)的信号的非常高的峰均功率比(PAPR)。虽然常规功率放大器,作为组合AB类,在功率回退时显示出非常低的效率,但是广泛采用的效率增强技术如Doherty和Chireix代表的负载调制技术使其功率回退处也保持较高的效率。但随着通信技术的快速发展,调制方式也越加地复杂,传统的Doherty和Chireix调制类功率放大器的窄带特性越来越不能满足当今无线通信系统的要求,因此,急需研制出新型宽带高功率回退范围的射频功率放大器以满足当前及未来无线通信系统高传输速率的要求。故,针对目前现有技术中存在的上述缺陷,实有必要进行研究,以提供一种方案,解决现有技术中存在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种自输入控制的负载调制类功率放大器及其实现方法。本专利技术所述的一种自输入控制的负载调制类功率放大器的实现方法,具体包括如下步骤:步骤一:根据选用的晶体管直流特性扫描曲线,选取漏极偏置电压,栅极偏置电压,使得晶体管位于线性放大状态。此时晶体管的导通角在π到2π之间,符合AB类功率放大器的导通角要求。在此直流偏置的基础上对晶体管进行输入输出匹配电路设计。为了拓展电路的工作带宽,匹配电路采用阶跃阻 ...
【技术保护点】
1.一种自输入控制的负载调制类功率放大器的实现方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤一:根据选用的晶体管直流特性扫描曲线,选取漏极偏置电压,栅极偏置电压,使得晶体管位于线性放大状态;此时晶体管的导通角在π到2π之间,符合AB类功率放大器的导通角要求;在此直流偏置的基础上对晶体管进行输入输出匹配电路设计;为了拓展电路的工作带宽,匹配电路采用阶跃阻抗匹配设计;将晶体管的输入输出阻抗皆匹配到标准的负载阻抗50欧姆,根据功率放大电路的拓扑图,选取合适的直流偏置点,设计两个标准的AB类功率放大器,并将输入输出匹配到标准的50欧姆,完成第一功率放大电路D1和第二功率放大电路D2的设计;步骤二:采用具有宽带特性的正交耦合器作为功率放大器的一部分,实现带宽增强的功率放大器;正交耦合器为3dB定向耦合器,具有高度的对称性;输入端的功率平等地分配给两个输出端,两个输出端有90度的相位差;完成第一正交耦合器、第二正交耦合器和第三正交耦合器的设计;步骤三:为了实现自输入控制的功率放大器,将第三正交耦合器作为功分器,第三正交耦合器的一个输入端接输入信号,第三正交耦合器的另一输入端通过隔离电阻接地,第三正交耦合 ...
【技术特征摘要】
1.一种自输入控制的负载调制类功率放大器的实现方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤一:根据选用的晶体管直流特性扫描曲线,选取漏极偏置电压,栅极偏置电压,使得晶体管位于线性放大状态;此时晶体管的导通角在π到2π之间,符合AB类功率放大器的导通角要求;在此直流偏置的基础上对晶体管进行输入输出匹配电路设计;为了拓展电路的工作带宽,匹配电路采用阶跃阻抗匹配设计;将晶体管的输入输出阻抗皆匹配到标准的负载阻抗50欧姆,根据功率放大电路的拓扑图,选取合适的直流偏置点,设计两个标准的AB类功率放大器,并将输入输出匹配到标准的50欧姆,完成第一功率放大电路D1和第二功率放大电路D2的设计;步骤二:采用具有宽带特性的正交耦合器作为功率放大器的一部分,实现带宽增强的功率放大器;正交耦合器为3dB定向耦合器,具有高度的对称性;输入端的功率平等地分配给两个输出端,两个输出端有90度的相位差;完成第一正交耦合器、第二正交耦合器和第三正交耦合器的设计;步骤三:为了实现自输入控制的功率放大器,将第三正交耦合器作为功分器,第三正交耦合器的一个输入端接输入信号,第三正交耦合器的另一输入端通过隔离电阻接地,第三正交耦合器的两个输出端分别接信号控制支路和功率放大电路的输入端,实现输入信号等功率地输出到功率放大模块和信号控制模块;步骤四:将第一正交耦合器的一个输入端作为功率放大模块的输入端,功率放大模块的输入端接步骤三中第一正交耦合器的一个输出端,第一正交耦合器的另一个输入端通过隔离电阻接地,第一正交耦合器的两个输出端分别与步骤一所述的第一功率放大电路、第二功率放大电路的输入端相连;将第二正交耦合器的两个输入端分别接第一功率放大电路、第二功率放大电路的输出端,第二正交耦合器的一个输出端输出信号给负载,第二正交耦合器的另一输出端作为控制端接入控制信号;完成功率放大模块的设计;步骤五:第一功率放大电路、第二功率放大电路相应的反射系数表示为:其中Zb为功率放大器的负载阻抗,α为控制信号与功率放大电路传输信号的功率比;通过改变α来实现第一功率放大电路D1、第二功率放大电路的负载调制;步骤六、根据晶体管的直流特性扫描曲线,选取漏极偏置电压,栅极偏置电压,使晶体管提前进入饱和状态;调试一个比步骤一中第一功率放大电路、第二功率放大电路提前饱和的功率放大电路第三功率放大电路,以达到控制信号幅度调整的目的;步骤七:在第三正交耦合器与步骤六中第三功率放大电路输入端之间插入相位调谐电路达到控制信号相位调整的目的;第三功率放大电路的隔离端通过隔离电阻接地,第三功率放大电路的一个输出端作为信号控制模块的信号输出端输出控制信号,将信号控制电路输出的信号接入到第二正交耦合器的另一输出端;得到一种自输入控制的负载调制类功率放大器。2.一种自输入控制的负载调制类功率放大器,包括三个正交耦合器、三个功率放大电路和...
【专利技术属性】
技术研发人员:程知群,张志维,刘国华,柯华杰,李素东,杨仁好,
申请(专利权)人:杭州电子科技大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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