一种宽带Doherty功率放大器制造技术

本发明专利技术提供一种宽带Doherty功率放大器，包括驱动放大器、功率分配器、第一输入匹配网络、载波功率放大器、第二输入匹配网络、峰值功率放大器及功率合成和移相网络；第一输入匹配网络用于将接收的信号实现

【技术实现步骤摘要】
一种宽带Doherty功率放大器


[0001]本专利技术涉及电路
，尤其涉及一种宽带Doherty功率放大器。

技术介绍

[0002]现代无线通信系统为了充分利用频谱资源，提高数据传输速率，调制信号采用了高峰均比(PAPR)的信号制式。高峰均比信号对射频功率放大器的线性提出了严格的要求。为了保证信号的不失真传输，无线通信系统要求射频功率放大器工作在远离功率压缩点的功率回退状态，以保证射频信号的线性放大。但是射频功率放大器往往设计为固定的电源电压，负载阻抗优化在最大输出功率处，功率回退时的效率非常低。为了提高功率回退时射频功率放大器的效率，Doherty结构是射频功率放大器设计的一种常用方法。
[0003]相关技术的Doherty功率放大器一般包括驱动放大器、第一输入匹配网络、载波功率放大器、第二输入匹配网络、峰值功率放大器、第一输出匹配网络以及第二输出匹配网络。请参考图1所示，图1为相关技术的Doherty功率放大器的电路结构示意图，其中，输入信号通过驱动放大器放大后，与驱动放大器输出端相连的输入功率分配器将输入功率一分为二，分别经过第一输入匹配网络和第二输入匹配网络输入到载波放大器的输入端和峰值放大器的输入端。载波放大器的输出端通过第一输出匹配网络输出至第二输出匹配网络，其中，第一输出匹配网络一般为四分之一波长传输线，而峰值放大器的输出端直接连接第二输出匹配网络，第二输出匹配网络连接输出负载。相关技术的Doherty功率放大器的工作原理为：载波放大器偏置在Class AB或Class B，峰值放大器偏置在Class C。在低输出功率状态下，峰值放大器处于关闭状态，载波放大器的负载阻抗为2Ropt。在高输出功率状态下，峰值放大器打开，载波放大器的负载阻抗随着输入功率的增加从2Ropt变化到Ropt，峰值放大器的负载阻抗也随着输入功率增加从无限大值逐步减小到Ropt，两个放大器在输出点A完成功率合成。由于这种负载调制的变化， Doherty功率放大器在功率回退时呈现出了较高的效率。
[0004]然而，相关技术的Doherty功率放大器对于单片微波集成电路而言，传统Doherty功率放大器的功分器和四分之一波长传输线，尺寸都过于庞大，难以在芯片上实现。同时，四分之一波长传输线的带宽受限，对于宽频带放大器设计是十分不利的。
[0005]因此，实有必要提供一种新的宽带Doherty功率放大器解决上述问题。

技术实现思路

[0006]针对以上现有技术的不足，本专利技术提出一种工作频带宽，版图面积小，功率附加效率高且输出功率的线性度高的宽带Doherty功率放大器。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供了一种宽带 Doherty功率放大器，所述宽带Doherty功率放大器包括驱动放大器、功率分配器、第一输入匹配网络、载波功率放大器、第二输入匹配网络、峰值功率放大器以及功率合成和移相网络；
[0008]所述驱动放大器的输入端作为所述宽带Doherty功率放大器的输入端，所述驱动
放大器的输出端连接至所述功率分配器的输入端，所述驱动放大器用于将外部输入的信号放大；
[0009]所述功率分配器的第一输出端连接至所述第一输入匹配网络的输入端，所述功率分配器的第二输出端连接至所述第二输入匹配网络的输入端，所述功率分配器用于将所述驱动放大器放大后的信号分成两路输出并实现功率的非均匀分配；
[0010]所述第一输入匹配网络的输出端连接至所述载波功率放大器的输入端，所述第一输入匹配网络用于将接收的信号实现
‑
90度移相和阻抗匹配；
[0011]所述载波功率放大器的输出端连接至所述功率合成和移相网络的第一输入端，所述载波功率放大器用于将接收的信号放大；
[0012]所述第二输入匹配网络的输出端连接至所述峰值功率放大器的输入端，所述第二输入匹配网络用于将接收的信号实现0度移相和阻抗匹配；
[0013]所述峰值功率放大器的输出端连接至所述功率合成和移相网络的第二输入端，所述峰值功率放大器用于将接收的信号放大；
[0014]所述功率合成和移相网络的输出端作为所述宽带Doherty功率放大器的输出端；所述功率合成和移相网络用于将所述载波功率放大器的输出信号和所述峰值功率放大器的输出信号功率合成，并实现90度移相和阻抗匹配后输出至外部的系统负载；
[0015]其中，所述功率合成和移相网络包括巴伦阻抗变压器、第一匹配电容、第二匹配电容、第三匹配电容、第四匹配电容、第五匹配电容、第十四电感以及第十五电感；
[0016]所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端作为所述功率合成和移相网络的第一输入端，且所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端分别连接至所述第一匹配电容的第一端和所述第四匹配电容的第一端；所述第四匹配电容的第二端通过串联所述第十四电感后连接至接地；
[0017]所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端分别连接至所述第二匹配电容的第一端和所述第三匹配电容的第一端；所述第三匹配电容的第二端连接至接地；
[0018]所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的第一端作为所述功率合成和移相网络的输出端，且所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的第一端连接至所述第四匹配电容的第二端；
[0019]所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的第二端作为所述功率合成和移相网络的第二输入端，且所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的第二端分别连接至所述第二匹配电容的第二端和所述第五匹配电容的第一端；所述第五匹配电容的第二端通过串联所述第十五电感后连接至接地。
[0020]优选的，所述巴伦阻抗变压器为半集总移相90度的变压器。
[0021]优选的，所述第一匹配电容的电容值和所述第二匹配电容的电容值均为1/(2πfZ
L
)，所述第三匹配电容的电容值为1/(πfZ
L
)；其中，f为所述宽带Doherty功率放大器的工作频率，Z
L
为所述系统负载的特征阻抗。
[0022]优选的，所述第一输入匹配网络包括第五电感、第七电容以及第八电容；所述第七电容的第一端作为所述第一输入匹配网络的输入端；所述第七电容的第二端分别连接至所述第八电容的第一端和所述第三电感的第一端；所述第三电感的第二端连接至接地；所述第八电容的第二端作为所述第一输入匹配网络的输出端。
[0023]优选的，所述第一输入匹配网络还包括第一调相电感；所述第一调相电感的第一
端连接至所述第七电容的第一端，所述第一调相电感的第二端连接至接地；所述第一调相电感为参数可调电感。
[0024]优选的，所述第二输入匹配网络包括第六电感、第七电感、第九电容以及第十电容；所述第六电感的第一端作为所述第二输入匹配网络的输入端，且所述第六电感的第一端连接至所述第九电容的第一端，所述第九电容的第二端连接至接地；所述第六电感的第二端分别连接至所述第十电容的第一端和所述第七电感的第一端，所述第七电感的第二端连接至接地；所述第十电容的第二端作为所述第二输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述宽带Doherty功率放大器包括驱动放大器、功率分配器、第一输入匹配网络、载波功率放大器、第二输入匹配网络、峰值功率放大器以及功率合成和移相网络；所述驱动放大器的输入端作为所述宽带Doherty功率放大器的输入端，所述驱动放大器的输出端连接至所述功率分配器的输入端，所述驱动放大器用于将外部输入的信号放大；所述功率分配器的第一输出端连接至所述第一输入匹配网络的输入端，所述功率分配器的第二输出端连接至所述第二输入匹配网络的输入端，所述功率分配器用于将所述驱动放大器放大后的信号分成两路输出并实现功率的非均匀分配；所述第一输入匹配网络的输出端连接至所述载波功率放大器的输入端，所述第一输入匹配网络用于将接收的信号实现
‑
90度移相和阻抗匹配；所述载波功率放大器的输出端连接至所述功率合成和移相网络的第一输入端，所述载波功率放大器用于将接收的信号放大；所述第二输入匹配网络的输出端连接至所述峰值功率放大器的输入端，所述第二输入匹配网络用于将接收的信号实现0度移相和阻抗匹配；所述峰值功率放大器的输出端连接至所述功率合成和移相网络的第二输入端，所述峰值功率放大器用于将接收的信号放大；所述功率合成和移相网络的输出端作为所述宽带Doherty功率放大器的输出端；所述功率合成和移相网络用于将所述载波功率放大器的输出信号和所述峰值功率放大器的输出信号功率合成，并实现90度移相和阻抗匹配后输出至外部的系统负载；其中，所述功率合成和移相网络包括巴伦阻抗变压器、第一匹配电容、第二匹配电容、第三匹配电容、第四匹配电容、第五匹配电容、第十四电感以及第十五电感；所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端作为所述功率合成和移相网络的第一输入端，且所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第一端分别连接至所述第一匹配电容的第一端和所述第四匹配电容的第一端；所述第四匹配电容的第二端通过串联所述第十四电感后连接至接地；所述巴伦阻抗变压器的初级线圈的第二端分别连接至所述第二匹配电容的第一端和所述第三匹配电容的第一端；所述第三匹配电容的第二端连接至接地；所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的第一端作为所述功率合成和移相网络的输出端，且所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的第一端连接至所述第四匹配电容的第二端；所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的第二端作为所述功率合成和移相网络的第二输入端，且所述巴伦阻抗变压器的次级线圈的第二端分别连接至所述第二匹配电容的第二端和所述第五匹配电容的第一端；所述第五匹配电容的第二端通过串联所述第十五电感后连接至接地。2.根据权利要求1所述的宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述巴伦阻抗变压器为半集总移相90度的变压器。3.根据权利要求1所述的宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述第一匹配电容的电容值和所述第二匹配电容的电容值均为1/(2πfZ
L
)，所述第三匹配电容的电容值为1/(πfZ
L
)；其中，f为所述宽带Doherty功率放大器的工作频率，Z
L
为所述系统负载的特征阻抗。
4.根据权利要求1所述的宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述第一输入匹配网络包括第五电感、第七电容以及第八电容；所述第七电容的第一端作为所述第一输入匹配网络的输入端；所述第七电容的第二端分别连接至所述第八电容的第一端和所述第三电感的第一端；所述第三电感的第二端连接至接地；所述第八电容的第二端作为所述第一输入匹配网络的输出端。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭艳军，宣凯，郭嘉帅，
申请(专利权)人：深圳飞骧科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：