[發明專利]一種可增大功率回退范圍的多赫爾蒂功率放大器

有效

• 申請號: 201710416853.7
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107231131B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 夏景;祝帥雷;陳曉恩;孔娃;楊利霞
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/20
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所 32253
• 代理人: 蔡棟

本發明公開了一種可增大功率回退范圍的多赫爾蒂功率放大器，包括功分器、載波放大電路、峰值放大電路、載波λ/4阻抗變換線以及合路λ/4阻抗變換線。功分器的上路信號輸出端順序連接載波放大電路中的載波相位補償線、載波輸入匹配網絡、載波功放管和載波輸出匹配網絡；功分器的下路信號輸出端順序連接峰值放大電路中的峰值相位補償線、峰值輸入匹配網絡、峰值功放管、峰值輸出匹配網絡和相位補償網絡。載波放大電路通過載波λ/4阻抗變換線與峰值放大電路在A點連接，然后通過合路λ/4阻抗變換線與負載連接。本發明通過調節相位補償網絡實現峰值放大電路的復數輸出阻抗，使得功率回退范圍超過6dB，可應用于未來高峰均比調制信號的場合。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體涉及一種可增大功率回退范圍的多赫爾蒂功率放大器。

背景技術

隨著無線通信的快速發展，移動通信傳輸的信息量不斷增大，數據速率逐步提高，對功率放大器的性能要求也隨之提高。為了獲得比較高的數據傳輸速率和頻譜利用率，現代通信系統中的調制信號具有更高的峰均比，因此要求功率放大器工作在較高的功率回退點，但是這樣會導致功率放大器效率顯著下降。

為了適應具有高峰均比的調制信號，要求功率放大器在功率回退時要保持比較高的效率，多赫爾蒂功率放大器能夠實現在功率回退時具有較高的效率并且結構簡單而被廣泛采用。傳統平衡式多赫爾蒂功率放大器如圖1所示，其基本工作原理為：在輸入信號較小時，載波放大器先于峰值放大器導通，載波放大器在50歐姆λ/4阻抗變換線以及35歐姆λ/4阻抗變換線的作用下，提前達到飽和并實現高效率；隨著輸入信號進一步增大，峰值放大器開始導通，通過有源負載調制的作用，使載波和峰值放大器都工作在飽和區，從而使得整個多赫爾蒂功率放大器在功率回退范圍內都保持高效率。

通過研究發現，傳統平衡式多赫爾蒂功率放大器采用相同的功放管進行設計，峰值放大器在低功率時輸出阻抗為無窮大，理論上只能實現6dB的功率回退范圍，限制了其在信號具有較高峰均比時的應用。傳統的高回退范圍的多赫爾蒂功率放大器主要有非對稱多赫爾蒂功率放大器、多路多赫爾蒂功率放大器等，但是它們會導致設計成本增加，設計復雜性提高等問題。因此，如何設計結構簡單并具有高回退范圍的多赫爾蒂功率放大器具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可增大功率回退范圍的多赫爾蒂功率放大器，在結構簡單的情況下實現增大多赫爾蒂放大器的功率回退范圍。

為了解決以上技術問題，本發明通過調節相位補償網絡，使峰值放大電路輸出阻抗在低功率時呈現為復數阻抗，從而對載波放大電路產生補償作用，采用的具體技術方案如下：

一種可增大功率回退范圍的多赫爾蒂功率放大器，包括功分器(10)、載波放大電路(20)、載波λ/4阻抗變換線(30)、峰值放大電路(40)、合路λ/4阻抗變換線(50)；其特征在于：輸入信號連接所述功分器(10)的輸入端，所述功分器(10)的上路輸出端連接所述載波放大電路(20)的輸入端，下路輸出端連接所述峰值放大電路(40)的輸入端；所述載波放大電路(20)由載波相位補償線(201)、載波輸入匹配網絡(202)、載波功放管(203)和載波輸出匹配網絡(204)串聯連接組成；所述峰值放大電路(40)由峰值相位補償線(401)、峰值輸入匹配網絡(402)、峰值功放管(403)、峰值輸出匹配網絡(404)以及相位補償網絡(405)串聯連接組成；所述相位補償網絡(405)包括第一并聯微帶線(4051)、第二并聯微帶線(4052)和50歐姆串聯微帶線(4053)；所述載波放大電路(20)通過載波λ/4阻抗變換線(30)與所述峰值放大電路(40)在A點連接，然后通過合路λ/4阻抗變換線(50)與負載連接；λ是多赫爾蒂功率放大器工作頻率對應的波長，所述載波λ/4阻抗變換線(30)與所述合路λ/4阻抗變換線(50)的特性阻抗分別為Z₀和歐姆，Z₀為特定常數。

所述功分器(10)將輸入信號等分輸出為上路信號和下路信號，上路信號輸出至載波放大電路(20)，下路信號輸出至峰值放大電路(40)。