用于基站系统功率放大器的非对称Doherty放大电路技术方案

本实用新型专利技术提供一种用于基站系统功率放大器的非对称Doherty放大电路，其特征在于：它包括功分器、吸收负载、第一末级放大器、第二末级放大器、1/4波长线和阻抗变换线；所述的功分器的输入端输入被放大信号，功分器的隔离端与所述的吸收负载连接，吸收负载的另一端接地；功分器的0°输出端接第一末级放大器的输入端，功分器的90°输出端接第二末级放大器的输入端；第一末级放大器输出端接1/4波长线的输入端；1/4波长线的输出端与第二末级放大器的输出端相连接，然后与阻抗变换线的输入端连接；阻抗变换线的输出端输出被放大信号。通过选用合适的放大管、并采用了非对称的Doherty拓扑结构，具备了比传统Doherty放大电路更高的效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于基站功率放大器
，具体涉及一种用于基站系统功率放大器的非对称Doherty放大电路。
技术介绍
当前为满足绿色环保要求，各基站厂家设计的基站功率放大器都采用了对称 Doherty大电路，采用这种电路的基站功率放大器效率可达到30%左右，然而随着人类社会对节能降耗要求的越来越高，传统的对称Doherty放大器的效率很难进一步提高。另一方面在3G、4G移动通信系统的信号带宽越来越宽，因此信号的峰均比相应的也会增加，传统的对称Doherty放大电路是在回退6dB的时候达到最好的效率，如果峰均比更高，则功放的效率相应地也会降低。因此在当前的3G、4G来临的时代如何进一步有效的提高基站功率放大器的效率水平是一个值得深入研究的课题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种用于基站系统功率放大器的非对称 Doherty放大电路，能够满足高效率的要求。本技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为一种用于基站系统功率放大器的非对称Doherty放大电路，其特征在于它包括功分器、吸收负载、第一末级放大器、 第二末级放大器、1/4波长线和阻抗变换线；所述的功分器的输入端输入被放大信号，功分器的隔离端与所述的吸收负载连接，吸收负载的另一端接地；功分器的0°输出端接第一末级放大器的输入端，功分器的90°输出端接第二末级放大器的输入端；第一末级放大器输出端接1/4波长线的输入端；1/4波长线的输出端与第二末级放大器的输出端相连接，然后与阻抗变换线的输入端连接；阻抗变换线的输出端输出被放大信号。按上述方案，所述的第一末级放大器包括第一放大管，第一放大管选用Freescale 公司的MRF8S21120HS;所述的第二末级放大器包括第二放大管，第二放大管选用的 Freescale 公司的 PRF8S21201HS。按上述方案，所述的功分器选用的是通用类3dB耦合器。本技术的工作原理为所采用的Doherty放大电路设计采用了非对称的拓扑结构，其中载波放大器的功率容量比峰值放大器的功率容量小IdB左右，同时峰值放大器的增益比载波放大器的增益大IdB左右，基于该非对称Doherty放大电路的基站功率放大器在回退8dB的条件下，功放的工作效率可达40%左右，该电路应用在WCDMA 80W的多载波基站功率放大器上，功放的效率为40%。本技术的有益效果为1、在功放输出平均功率80W (4载波)的情况下，通过配合外加的DPD (数字预失真)补偿电路，功放的整机线性性能为5MHZ < -48dBc,108MHZ < -MdBc，另外频谱辐射模板也能满足3GPP中规定的要求，并且已经通过高低温实验和可靠性实验，可应用于WCDMA基站功放2. IGHz频段输出功率为80W的功率放末放大器上。2、通过选用合适的放大管、并采用了非对称的Doherty拓扑结构，既具备了比传统Doherty放大电路更高的效率，又能做到成本较低；同时又能保证功放工作可靠、稳定。附图说明图1为本技术的电路原理框图。图2为本技术应用的电路原理框图。图中1-吸收负载，2-功分器，3-第一末级放大器，4-第二末级放大器，5-1/4波长线，6-阻抗变换线，7-压空衰减器，8-第一驱动放大器，9-第二驱动放大器，10-第一环形器，11-第二环形器，12-电源转换电路，13-控制和检测电路；Pl-输入射频连接器，P2-输出射频连接器，P3-前向输出功率耦合口。具体实施方式图1为本技术的电路原理框图，包括功分器1、吸收负载2、第一末级放大器3、 第二末级放大器4、1/4波长线5，阻抗变换线6。被放大信号功分器1的输入端，功分器1的隔离端接吸收负载2，功分器1的0°输出端接第一末级放大器3输入端，功分器1的90° 输出端接第二末级放大器4的输入端，第一末级放大器3输出端接1/4波长线5的输入端， 1/4波长线5的输出端与第二末级放大器4的输出端相连接，然后输出到阻抗变换线6的输入端，阻抗变换线6的输出端输出被放大信号。本技术的工作方式是输入到该电路的射频信号经过功分器1将射频信号分成两路功率相等的信号，每一路信号功率为末级输入信号功率的1/2，一路信号输入到第一末级放大器，另一路信号输入到第二末级放大器。第一末级放大器的输出信号经过1/4波长线进行相位延时后和第二末级放大器的输出信号进行合路，1/4波长线的延时后两路合路信号的相位相等。第一末级放大器3和第二末级放大器4构成一个非对称的Doherty合路，其主要特点是在选择末级放大器时第一末级放大器3的增益比第二末级放大器4增益要低IdB左右，同时第一末级放大器3的PldB工作点比第二末级放大器4PldB工作点要低 IdB左右。第一末级放大器3为载波放大器工作在AB类，第二末级放大器4为峰值放大器其工作在C类，当输入小信号时只有第一末级放大器3处于工作状态，第二末级放大器4处于关断状态，当输入大信号时主放大器和辅助放大器同时工作，但是由于第一末级放大器3 和第二末级放大器4的输入功率相同，增益相差ldB，因此在输入大信号条件下，第二末级放大器4的输出功率比第一末级放大器3的输出功率高IdB左右。由于第一末级放大器3 提前进入饱和状态，因此比传统的对称型Doherty功放的效率更高。在此第一末级放大器 3中的放大管选用的是=FreescaIe公司的MRF8S21120HS，第二末级放大器4中的放大管选用的是Freescale 公司的 PRF8S21201HS。本技术可广泛应用于2. IGHz频段、输出功率80W左右的高效率、多载波基站功率放大器上，下面举1个应用于WCDMA基站系统80W高效率、多载波功率放大器上的实例。应用实例为WCDMA基站用4载波、输出功率80W、工作频段2110 2170MHz的高效率功放，原理框图见图2。该放大器包括输入射频连接器Pl，压空衰减器7，第一驱动放大器8，第二驱动放大器9，第一环形器10，功分器1，吸收负载2，第一末级放大器3，第二末级放大器4，1/4波长线5，阻抗变换线6，第二环形器11，电源转换电路12，控制和检测电路13。射频信号输入连接器P1，射频信号输出连接器P2，前向输出功率检测连接器P3。 被放大信号从Pl输入到高功率放大器，进入压控衰减器7的输入端，压空衰减器7的输出端接，第一驱动放大器8的输入端，第一驱动放大器8的输出端接第二驱动放大器9的输入端，第二驱动放大器9的输出端接第一环形器10的输入端，第一环形器10的输出端接功分器1的输入端，功分器1的隔离端接吸收负载2，功分器1的0°输出端接第一末级放大器 3输入端，功分器1的90°输出端接第二末级放大器4的输入端，第一末级放大器3输出端接1/4波长线5的输入端，1/4波长线5的输入端和第二末级放大器4的输出端相连，然后输出到阻抗变换线6的输入端，阻抗变换线6的输出端接第二环形器11的输入端，第二环形器11的输出端接射频信号输出连接器P2，同时电源转换电路12和控制检测电路13分别输出为射频链路上的器件提供电源和控制信号。其中第一驱动放大器8的放大管选用的是RFMD公司的RF3315，第二驱动放大器9 的放大管选用的是Freescale公司的MD7IC205本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于基站系统功率放大器的非对称Ｄｏｈｅｒｔｙ放大电路，其特征在于：它包括功分器（１）、吸收负载（２）、第一末级放大器（３）、第二末级放大器（４）、１／４波长线（５）和阻抗变换线（６）；所述的功分器（１）的输入端输入被放大信号，功分器（１）的隔离端与所述的吸收负载（２）连接，吸收负载（２）的另一端接地；功分器（１）的０°输出端接第一末级放大器（３）的输入端，功分器（１）的９０°输出端接第二末级放大器（４）的输入端；第一末级放大器（３）输出端接１／４波长线（５）的输入端；１／４波长线（５）的输出端与第二末级放大器（４）的输出端相连接，然后与阻抗变换线（６）的输入端连接；阻抗变换线（６）的输出端输出被放大信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆南，
申请(专利权)人：武汉正维电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83