[發明專利]一種中心對稱式Doherty功率放大器及其設計方法

在審

• 申請號: 201810672047.0
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108923760A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 程知群;田健廷;馮瀚;徐雷;張振東;李晨;熊國萍
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H03F3/21
• 分類號: H03F3/21;H03F1/42;H03F1/02;H03F1/08;H03F3/68
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了一種中心對稱式Doherty功率放大器及其設計方法。Doherty功率放大器的負載調制網絡的負載調制效應是Doherty功率放大器在回退情況下實現高效率的關鍵所在。本發明一種中心對稱式Doherty功率放大器，包括功分器、載波功率放大電路、峰值功率放大電路和負載調制網絡。峰值功率放大電路包括峰值輸入匹配網絡、峰值功率放大器、峰值輸出基波匹配網絡和相位補償線。負載調制網絡包括第一阻抗變換線和第二阻抗變換線。相位補償線、第一阻抗變換線及第二阻抗變換線的電長度均為λ/4，特征阻抗值均為35.3Ω。本發明使得阻抗變換線的阻抗變換比降低，拓寬了Doherty功率放大器的目標帶寬。

技術領域

本發明屬于功率放大器技術領域，具體涉及一種中心對稱式Doherty功率放大器及其設計方法。

背景技術

Doherty功率放大器因其結構簡單，且能夠在較高功率回退下實現高效率輸出，已成為目前無線通信系統中功率放大器的主流形式。一個典型的兩路Doherty功率放大器包括載波功率放大器和峰值功率放大器，載波功率放大器、峰值功率放大器的輸入端由功分器將信號一分為二分別輸入，輸出端通過一個負載調制網絡將信號合路輸出，根據輸入信號的大小動態調制載波功率放大器、峰值功率放大器的有效負載阻抗，從而使Doherty功率放大器在輸出功率大幅度回退的情況下仍然具有很高的效率。

傳統Doherty功率放大器由于其負載調制網絡的帶寬限制效應，帶寬較窄，在未來寬帶或多頻段通信系統領域中應用依然有限，如何實現能夠在較寬帶寬下正常工作的Doherty功率放大器是目前研究的主流趨勢。，亟需研制出新型寬帶Doherty功率放大器以滿足當前日益增長的無線通信傳輸數據量的需求。如何提高Doherty的帶寬自然的成為學術界以及工業界的研究熱點之一。

Doherty功率放大器的負載調制網絡的負載調制效應是Doherty功率放大器在回退情況下實現高效率的關鍵所在，而四分之一波長的阻抗變換線是負載調制網絡的關鍵組成部分，其相移量與工作頻率密切相關，工作頻率離中心頻率越遠，相移量越大，相應的調制阻抗也會偏離最優阻抗，使得負載調制效應減弱，從而導致放大器性能低下。

發明內容

本發明的目的在于提供一種中心對稱式Doherty功率放大器設計方法。

本發明一種中心對稱式Doherty功率放大器，包括功分器、載波功率放大電路、峰值功率放大電路和負載調制網絡。所述的載波功率放大電路包括載波輸入匹配網絡、載波功率放大器和載波輸出基波匹配網絡。載波輸入匹配網絡的輸入端接功分器的第一輸出端，輸出端接載波功率放大器的輸入端。載波功率放大器的輸出端接載波輸出基波匹配網絡的輸入端。

所述的峰值功率放大電路包括峰值輸入匹配網絡、峰值功率放大器、峰值輸出基波匹配網絡和相位補償線。所述相位補償線的電長度為λ/4，特征阻抗值為35.3Ω。所述相位補償線的一端接接功分器的第一輸出端，另一端接峰值輸入匹配網絡的輸入端。峰值輸入匹配網絡的輸出端接峰值功率放大器的輸入端。峰值功率放大器的輸出端接峰值輸出基波匹配網絡的輸入端。峰值輸出基波匹配網絡的負載端接峰值功放補償線的第一接線端。

所述的負載調制網絡包括第一阻抗變換線和第二阻抗變換線。所述第一阻抗變換線及第二阻抗變換線的電長度均為λ/4，特征阻抗值均為35.3Ω。第一阻抗變換線的一端接載波輸出基波匹配網絡的負載端，另一端接峰值輸出基波匹配網絡的負載端及第二阻抗變換線的一端。

進一步地，所述的功分器采用等分威爾金森功分器。

進一步地，所述載波功率放大器及峰值功率放大器均采用晶體管。

進一步地，本發明一種中心對稱式Doherty功率放大器還包括輸出電阻。所述輸出電阻的一端接第二阻抗變換線遠離第一阻抗變換線的那端，另一端接地。

進一步地，所述載波輸出基波匹配網絡的輸出阻抗調制為25Ω。