非对称Chireix合成架构制造技术

本实用新型专利技术公开了非对称Chireix合成架构，包括第一支路和第二支路，所述第一支路设置第一功率放大器，所述第二支路设置第二功率放大器，所述第一功率放大器的输入端与第一信号相连接，所述第二功率放大器的输入端与第二信号相连接，所述第一信号和第二信号为非对称恒包络相位调制信号；所述第一功率放大器和第二功率放大器的输出端与非对称Chireix功率合成器相连接。采用本实用新型专利技术的非对称Chireix合成架构，具有比传统Chireix合成架构小的异相角，能够改善传统Chireix合成架构的输出效率，而且能改善传统Chireix合成架构只能在单一频点高效率输出，拓展了带宽。

【技术实现步骤摘要】
非对称Chireix合成架构
本技术属于射频功率放大器
，具体涉及一种非对称Chireix合成架构。
技术介绍
目前5G技术火热，作为下一代无线通信网络，相比于目前已普及的4G技术，有着更高的网络传输速率，最快能达到4G的上百倍。随着通信速率越来越高的要求，现代无线通信系统使用越来越复杂和有效的数字调制方法，导致信号的峰均功率比比较大。这种信号对于射频功率放大器在高速率通信中具有重要意义，在保持高效率的情况下还能保持信号的带宽，但是会导致线性度的恶化。为了解决射频功率放大器的线性效率问题，人们付出了巨大的努力，并由此产生了各种各样的架构，包括polar、outphasing、包络跟踪，前馈技术，负反馈技术。在outphasing系统中，将同时包含振幅和相位调制的输入信号分成两个恒包络相位调制信号。原始信号的放大是通过改变这两个信号的相位并将放大后的支路信号与无源功率合成器相加来实现的。当分支为同相时，得到最大包络；当分支为反相时，得到最小包络。该技术的优点是可以使用高效的开关类功率放大器对两个恒包络相位调制信号进行放大，在不降低线性的情况下提高整体效率。在outphasing系统中，为了避免上下支路相互的负载调制，保证线性度，应该使用隔离合成器。如威尔金森合成器，它通过隔离两个功率放大器，并为每个功率放大器提供一个固定的负载阻抗。但是隔离合成器只有在最大输出功率的情况下才能达到100％的效率。不然功率就会在隔离电阻中以热的形式浪费掉，降低了效率。非隔离的outphasing合成器在损失一定线性度的代价下，能够提高合成器的效率，比如Chireix合成器就是常见的非隔离合成器。传统的Chireix合成架构如图1所示，是将经过功率放大器放大的两路具有对称相位±θ(t)的等幅信号,进行合成,如图2所示，为传统Chireix合成器输出信号的矢量合成，导致Chireix合成器异相角偏大，降低效率。而且由于没有隔离电阻的存在，会导致其中的一路电路对另一路电路产生负载调制作用，在中心频点时，通过两支路加入对称电抗，可以弥补非隔离合成器中由两支路相互影响带来的电抗部分，但在偏移中心频点时，两支路相互影响带来的电抗部分无法完全抵消，导致传统的Chireix合成架构带宽比较窄，效率低。所以，针对上述这种问题，有必要深入研究分析，提供一种宽带高效率Chireix合成架构。
技术实现思路
针对现有设计方式存在的缺陷，本技术提出一种非对称Chireix合成架构，采用新型非对称Chireix合成器，具有比传统Chireix功率合成器小的异相角，提高了效率，同时解决了传统Chireix合成架构只能在单一频点实现高效率。为了解决现有技术存在的技术问题，本技术的技术方案如下：本技术，通过输入非对称恒包络相位调制信号，将放大后的输出信号经过非对称Chireix合成器进行合成，如图4所示，为非对称Chireix合成器输出信号的矢量合成，非对称Chireix合成器具有比传统Chireix合成器小的异相角，提高了效率。而且由于采用上下非对称信号，阻抗轨迹会分别向上向下移动，然后通过适当添加电抗元件旋转阻抗轨迹，使在史密斯圆上两支路的阻抗轨迹上下对称，抵消电抗，实现了在一定带宽下弥补非隔离合成器中由两支路相互影响带来的电抗部分。为了解决现有技术存在的技术问题，本技术的技术方案如下：非对称Chireix合成架构，包括第一支路和第二支路，所述第一支路设置第一功率放大器，所述第二支路设置第二功率放大器，所述第一功率放大器的输入端与第一信号相连接，所述第二功率放大器的输入端与第二信号相连接，所述第一信号和第二信号为非对称恒包络相位调制信号；所述第一功率放大器和第二功率放大器的输出端与非对称Chireix合成器相连接。所述非对称恒包络相位调制信号，其特点在于其幅度不同，分别为V1，V2，相位不对称，分别为-φm1，φm2。经开关类功率放大器放大后两路信号如下式(1)所示。Vm1,Vm2是放大后的幅度。所述非对称Chireix合成器其特点在于：包括第一微带线TL1、第二微带线TL2、第三微带线TL3、第四微带线TL4和第五微带线TL5，其中，第一微带线TL1的一端与第一功率放大器的输出端相连接，第一微带线TL1的另一端与第二微带线TL2的一端相连接；第三微带线TL3的一端与第二功率放大器的输出端相连接，第三微带线TL3的另一端与第四微带线TL4的一端相连接；第二微带线TL2的另一端与第四微带线TL4的另一端合路后与第五微带线TL5的一端相连接，第五微带线TL5的另一端与负载相连接。所述第五微带线TL5，其特征在于：第五微带线TL5的电长度为λ/4，所以第五微带线TL5的特征阻抗如式(2)所示,Rsum为负载，负载阻抗为50欧。两支路的输出电流如式(3)所示:I1＝Am1(sinφm1-jcosφm1)I2＝Am2(sinφm2+jcosφm2)(3)其中Am1，Am2是电流的幅度，φm1，φm2是相位变量，I1是上支路输出电流，I2是下支路输出电流。根据式(3)，阻抗可以用相位变量所表示，如式(4)所示：将式(4)带入式(2)可以得出第五微带线TL5的特征阻抗ZC1。所述的第二微带线TL2，第四微带线TL4，其特征在于：用于阻抗变换，以达到提高非对称Chireix功率合成器效率的目的。且电长度都为λ/4，特征阻抗都为Zc2，所以根据式(4)可以得到：所述的第一微带线TL1，第三微带线TL3，其特征在于：第一微带线TL1，第三微带线TL3的电长度由晶体管的寄生参数，传统Chireix合成器两支路加入的对称电抗，以及非对称Chireix合成器额外增加的电抗共同决定。本技术中采用的晶体管为Cree'sGaNHEMTCGH40010F，其主要寄生参数为电容Cds,由于寄生参数的存在，会导致阻抗轨迹发生偏移，我们可以通过并联一个电感L1抵消Cds，但是集总元件会限制带宽，通过公式(6)，我们将对应的L1转为微带线，由此确定第一微带线TL1，第三微带线TL3的初始电长度θ，用于补偿其寄生参数；传统Chireix合成器两条支路对称的电抗分别为±jB，其中上支路为下支路为通过式(6)，(7)将电感L，电容C转化为对应的微带线，电长度分别为α1，α2；非对称Chireix合成器每条支路额外增加的并联电抗-jBc，可以通过用ADS软件，调整电抗来旋转阻抗轨迹，达到理想的工作轨迹，根据式(7)转为对应的电长度β。则可以得出，第一微带线TL1的电长度为l1＝θ-α1-β，第三微带线TL3的电长度为l2＝θ+α2-β,则可以得到式(8),Zc3为第一微带线TL1，第三微带线TL3的特征阻抗。根据式(1),(3)则上支路的输入导纳下支路的输入导纳本技术还公开了新型非对称Chireix合成架构的设计方法，包括以下步骤：步骤S1：利用A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非对称Chireix合成架构，其特征在于：包括第一支路和第二支路，所述第一支路设置第一功率放大器，所述第二支路设置第二功率放大器，所述第一功率放大器的输入端与第一信号相连接，所述第二功率放大器的输入端与第二信号相连接，所述第一信号和第二信号为非对称恒包络相位调制信号；所述第一功率放大器和第二功率放大器的输出端与非对称Chireix功率合成器相连接。/n

【技术特征摘要】
1.非对称Chireix合成架构，其特征在于：包括第一支路和第二支路，所述第一支路设置第一功率放大器，所述第二支路设置第二功率放大器，所述第一功率放大器的输入端与第一信号相连接，所述第二功率放大器的输入端与第二信号相连接，所述第一信号和第二信号为非对称恒包络相位调制信号；所述第一功率放大器和第二功率放大器的输出端与非对称Chireix功率合成器相连接。


2.根据权利要求1所述的非对称Chireix合成架构，其特征在于：非对称Chireix功率合成器包括第一微带线TL1、第二微带线TL2、第三微带线TL3、第四微带线TL4和第五微带线TL5，其中，第一微带线TL1的一端与第一功率放大器的输出端相连接，第一微带线TL1的另一端与第二微带线TL2的一端相连接；第三微带线TL3的一端与第二功率放大器的输出端相连接，第三微带线TL3的另一端与第四微带线TL4的一端相连接；第二微带线TL2的另一端与第四微带线TL4的另一端合路后与第五微带线TL5的一端相连接，第五微带线TL5的另一端与负载相连接。


3.根据权利要求2所述的非对称Chireix合成架构，其特征在于：非对称的恒包络相位调制信号的幅度不同，分别为V1，V2，相位不对称，分别为-φm1，φm2；经第一，第二功率放大器放大后两路信号如下式(1)所示，Vm1,Vm2是放大后的幅度；





4.根据权利要求2所述的非对称...

【专利技术属性】
技术研发人员：程知群，徐鹏，刘国华，孟明文，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学富阳电子信息研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33