[發明專利]高效寬帶Doherty功率放大器

有效

• 申請號: 201810437722.1
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108599727B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 張立強;茹占強;吳菲;宋賀倫;趙俊君;張耀輝
• 申請（專利權）人: 上海大學;中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F1/48;H03F1/56;H03F3/195;H03F3/213
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種高效寬帶Doherty功率放大器，其包括功分器、主功率放大器和至少一輔功率放大器，所述功分器用以將輸入信號不等分分離后分別輸入主功率放大器、輔功率放大器，所述主功率放大器的信號輸出端與所述輔功率放大器的信號輸出端通過二倍頻帶通濾波器以及移相器相連，同時，所述主功率放大器、輔功率放大器的信號輸出端還分別經基頻帶通濾波器與合路單元連接。本發明提供的高效寬帶Doherty功率放大器，結構簡單、緊湊，便于實施，不僅保證了回退點的高效率、維持了飽和點的高功率，又提高了Doherty功率放大器的寬帶性能。

技術領域

本發明特別涉及一種高效寬帶Doherty功率放大器，屬于射頻功率放大器技術領域。

背景技術

Dohery功率放大器在1936年首次提出。該系統的主要目的是為了使含有AM信號的線性功率放大器在較大的輸入電壓范圍內保持較高的效率。由于AM調制系數的平均值較低，一般為0.2～0.3，含有AM的線性功率放大器平均效率也非常低。WCDMA、CDMA2000和OFDM等現有的和新興的無線系統都會產生高峰均比的信號，而Doherty架構的功率放大器對于峰均功率比(Peak to Average Power Ratio)在6～10dB之間的輸入信號都有較高的效率。該系統可用于實現基站發射機的高效率?，F有技術中Doherty功率放大器的結構如圖1所示，它由一個主功率放大器和一個輔功率放大器組成。主功率放大器又叫做載波放大器(carrier管)，輔功率放大器又叫做峰值功率放大器(peaking管)，主功率放大器一般是B類(或AB類)功率放大器，而輔功率放大器通常是C類功率放大器；主功率放大器輸出端連接有1/4波長傳輸線。為了補償主功率放大器輸出端傳輸線引起的90°相移，輔功率放大器的輸入端同樣連接一段1/4波長傳輸線，兩個放大器中的晶體管都作為受控電流源工作；當輸入功率較高時，主功率放大器飽和，電壓增益降低，此時，輔功率放大器開啟工作。

但是傳統Doherty功率放大器由于輔功率放大器工作在C類狀態，同一放大器工作在C類的功率相對于AB類有所下降，這就導致傳統對稱結構的Doherty放大器無法實現阻抗的充分牽引，所以導致了回退點的效率下降。其次，如負載調制網絡中1/4波長傳輸線極大限制了Doherty功放的工作帶寬，面對頻譜資源的日益短缺，能同時覆蓋多個工作頻段并兼容多種協議制式的無線寬帶通信系統已經成為無線技術的發展重點。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種高效寬帶Doherty功率放大器，以克服現有技術的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種高效寬帶Doherty功率放大器，其包括功分器、主功率放大器和至少一輔功率放大器，所述功分器用以將輸入信號不等分分離后分別輸入主功率放大器、輔功率放大器，所述主功率放大器的信號輸出端與所述輔功率放大器的信號輸出端通過二倍頻帶通濾波器以及移相器相連，同時，所述主功率放大器、輔功率放大器的信號輸出端還分別經基頻帶通濾波器與合路單元連接。

在一些較為具體的實施方案中，所述的高效寬帶Doherty功率放大器包括并行連接的兩個以上輔功率放大器，每一輔功率放大器的輸入端分別與功分器連接，且每一輔功率放大器的信號輸出端還均通過二倍頻帶通濾波器以及移相器與主功率放大器相連。

與現有技術相比，本發明提供的高效寬帶Doherty功率放大器中每一晶體管(主功率放大器或輔功率放大器)所產生的二次諧波經二倍頻帶通濾波器和調節移相器后無反射的注入到其他晶體管(功率放大器)中，使得Doherty功率放大器處于二次諧波頻率時，漏極短路，從而實現更高的效率，在合路位置，取消傳統Doherty的1/4微帶線阻抗變換的使用，通過提高主功放輸出阻抗的阻抗變換比，極大的提高了Doherty功放帶寬。

附圖說明

圖1是現有技術中Doherty功率放大器的結構示意圖；