一种制造技术

本发明专利技术涉及一种

【技术实现步骤摘要】
一种Doherty功率放大器


[0001]本专利技术涉及集成电路
，更具体地说，涉及一种
Doherty
功率放大器
。

技术介绍

[0002]现代高速无线通信对高数据率传输的需求日益增长，这要求信号的调制方式采用具有高峰均比
(PAPR)
的信号调制制式，而高峰均比信号要求无线通信功率放大器具有较高的线性以保证信号不失真的传输
。
无线通信功率放大器为了保持高线性工作，通常工作在远离功率压缩点
(P1dB)
的功率回退状态，根据信号调制方式的复杂程度，常见的情况是回退3‑
10dB。
现有的射频功率放大器往往设计为固定的负载阻抗，负载阻抗优化在最大输出功率处，功率附加效率在最大输出功率处效率最大，随着输出功率的减小，效率快速降低，大的功率回退将导致功率放大器在较低的功率附加效率下工作
。
为了能够使功率放大器在功率回退时仍能保持高效率的工作，
Doherty PA(
多赫蒂功率放大器
)
技术基于输出端的负载调制，输出负载的大小由载波功放和峰值功放电流比的大小决定，负载阻抗是动态调节的，根据调制后负载阻抗值的大小，可以在不同的功率点高效率工作
。Doherty PA
技术结构简单
、
可与其它效率提升和线性化技术结合使用，是放大高峰均比信号的优选方案
。
[0003]如图1所示，现有的基于磁耦合变压器的电压合成式
Doherty PA
，由并联连接的载波功放和峰值功放
、
以及磁耦合变压器功率合成网络组成
。
两个放大器尺寸相同，载波功放工作在
AB
类，峰值功放工作在
C
类
。
输入功率较小时，
Doherty PA
工作在低功率模式，峰值功放未打开，仅载波功放工作
。
随着输入功率增大，当载波功放输出功率接近饱和功率时，载波功放效率到达第一个峰值点，同时峰值功放打开，载波功放和峰值功放同时工作，
Doherty PA
进入高功率模式，输出功率是载波功放和峰值功放输出功率合成后所得的功率
。
[0004]现有的
Doherty PA
工作在高输出功率模式时，峰值功放的负载没有被调制到足够低的水平，导致其最大输出功率小，载波功放和峰值功放的负载阻抗不能被完全调制，载波功放和峰值功放合成后的输出功率比负载完全调制时降低了，幅度
‑
幅度调制
(AM
‑
AM)
特性也变差
。
而且，由于峰值功放的软开关特性，导致了在功率回退时，载波功放面临的负载被提早向下牵引了，效率也被拉低了
。
同时，由于载波功放和峰值功放都没有达到理想的输出功率状态，载波功放和峰值功放的三阶互调项不能够实现理想的对消，
Doherty PA
的线性度也恶化了
。
[0005]现有的基于磁耦合变压器的微波功率放大器，合成网络中的磁耦合变压器，尽管能够实现直流隔离，工作鲁棒性好，但在高频率频段功率损耗大，降低了微波功率放大器的最大输出功率和效率
。
当采用
MMIC
工艺设计微波功率放大器时，相同容量的磁耦合变压器占用的芯片面积大，插损大，成本高
。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种
Doherty
功率
放大器
。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种
Doherty
功率放大器，包括：增益放大器
、
自适应输入功率分配器
、
载波功放网络
、
峰值功放网络和功率合成网络；
[0008]所述增益放大器的输入端接入射频输入信号，所述增益放大器的输出端连接所述自适应输入功率分配器的输入端，所述自适应输入功率分配器的第一输出端连接所述载波功放网络的输入端，所述自适应输入功率分配器的第二输出端连接所述峰值功放网络的输入端，所述载波功放网络和所述峰值功放网络的输出端连接所述功率合成网络的输入端
。
[0009]进一步地，所述载波功放网络包括：第二输入匹配网络
、
第一巴伦结构网络和阻抗反转网络；
[0010]所述第二输入匹配网络的输入端连接所述自适应输入功率分配器的第一输出端，所述第二输入匹配网络的输出端连接所述第一巴伦结构网络的输入端，所述第一巴伦结构网络的输出端连接所述阻抗反转网络的输入端，所述阻抗反转网络的输出端连接所述功率合成网络的输入端
。
[0011]进一步地，所述峰值功放网络包括：第三输入匹配网络
、
第二巴伦结构网络和相位补偿网络；
[0012]所述第三输入匹配网络的输入端连接所述自适应输入功率分配器的第二输出端，所述第三输入匹配网络的输出端连接所述第二巴伦结构网络的输入端，所述第二巴伦结构网络的输出端连接所述相位补偿网络的输入端，所述相位补偿网络的输出端连接所述功率合成网络的输入端
。
[0013]进一步地，所述增益放大器包括：第一输入匹配网络
、
放大器
PA1
和输出匹配网络，所述第一输入匹配网络的输入端连接所述射频输入信号，所述第一输入匹配网络的输出端连接所述放大器
PA1
的输入端，所述放大器
PA1
的输出端连接所述输出匹配网络的输入端，所述输出匹配网络的输出端连接所述自适应输入功率分配器的输入端
。
[0014]进一步地，所述自适应输入功率分配器包括：电感
L1、
电容
C1
和电容
C2
；
[0015]所述电感
L1
的第一端连接所述输出匹配网络的输出端
、
所述第二输入匹配网络的输入端和所述电容
C1
的第一端，所述电容
C1
的第二端接地；
[0016]所述电感
L1
的第二端连接所述第三输入匹配网络的输入端和所述电容
C2
的第一端，所述电容
C2
的第二端接地
。
[0017]进一步地，所述第一巴伦结构网络包括：放大器
PA2、
放大器
PA3、
放大器
PA4、
变压器
XFM1、
电容
C3、
电容
C4
；
[0018]所述变压器
XFM1
包括互相耦合的初级线圈
Lp1
和次级线圈
Ls1
；
[0019]所述放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
Doherty
功率放大器，其特征在于，包括：增益放大器
、
自适应输入功率分配器
、
载波功放网络
、
峰值功放网络和功率合成网络；所述增益放大器的输入端接入射频输入信号，所述增益放大器的输出端连接所述自适应输入功率分配器的输入端，所述自适应输入功率分配器的第一输出端连接所述载波功放网络的输入端，所述自适应输入功率分配器的第二输出端连接所述峰值功放网络的输入端，所述载波功放网络和所述峰值功放网络的输出端连接所述功率合成网络的输入端
。2.
根据权利要求1所述的
Doherty
功率放大器，其特征在于，所述载波功放网络包括：第二输入匹配网络
、
第一巴伦结构网络和阻抗反转网络；所述第二输入匹配网络的输入端连接所述自适应输入功率分配器的第一输出端，所述第二输入匹配网络的输出端连接所述第一巴伦结构网络的输入端，所述第一巴伦结构网络的输出端连接所述阻抗反转网络的输入端，所述阻抗反转网络的输出端连接所述功率合成网络的输入端
。3.
根据权利要求2所述的
Doherty
功率放大器，其特征在于，所述峰值功放网络包括：第三输入匹配网络
、
第二巴伦结构网络和相位补偿网络；所述第三输入匹配网络的输入端连接所述自适应输入功率分配器的第二输出端，所述第三输入匹配网络的输出端连接所述第二巴伦结构网络的输入端，所述第二巴伦结构网络的输出端连接所述相位补偿网络的输入端，所述相位补偿网络的输出端连接所述功率合成网络的输入端
。4.
根据权利要求3所述的
Doherty
功率放大器，其特征在于，所述增益放大器包括：第一输入匹配网络
、
放大器
PA1
和输出匹配网络，所述第一输入匹配网络的输入端连接所述射频输入信号，所述第一输入匹配网络的输出端连接所述放大器
PA1
的输入端，所述放大器
PA1
的输出端连接所述输出匹配网络的输入端，所述输出匹配网络的输出端连接所述自适应输入功率分配器的输入端
。5.
根据权利要求4所述的
Doherty
功率放大器，其特征在于，所述自适应输入功率分配器包括：电感
L1、
电容
C1
和电容
C2
；所述电感
L1
的第一端连接所述输出匹配网络的输出端
、
所述第二输入匹配网络的输入端和所述电容
C1
的第一端，所述电容
C1
的第二端接地；所述电感
L1
的第二端连接所述第三输入匹配网络的输入端和所述电容
C2
的第一端，所述电容
C2
的第二端接地
。6.
根据权利要求5所述的
Doherty
功率放大器，其特征在于，所述第一巴伦结构网络包括：放大器
PA2、
放大器
PA3、
放大器
PA4、
变压器
XFM1、
电容
C3、
电容
C4
；所述变压器
XFM1
包括互相耦合的初级线圈
Lp1
和次级线圈
Ls1
；所述放大器
PA2
的输入端连接所述第二输入匹配网络的输出端，所述放大器
PA2
的输出端连接所述初级线圈
Lp1
的第一端，所述初级线圈
Lp1
的第二端接地，所述次级线圈
Ls1
的第一端连接所述放大器
PA3
的输入端，所述放大器
PA3
的输出端连接所述阻抗反转网络的第一输入端，所述次级线圈
Ls1
的第二端连接所述放大器
PA4
的输入端，所述放大器
PA4
的输出端连接所述阻抗反转网络的第二输入端，所述次级线圈
Ls1
的中间抽头串联所述电容
C3
后接地，所述放大器
PA3
的输入端和所述放大器
PA4
的输入端间并联有所述电容
C4。7.
根据权利要求6所述的
Doherty
功率放大器，其特征在于，所述阻抗反转网络包括：电
感
L2、
电感
L3、
电容
C7
和电容
C8
；所述电感
L2
的第一端连接所述放大器
PA3

【专利技术属性】
技术研发人员：彭艳军，张海涛，张泽洲，
申请(专利权)人：芯百特微电子无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：