[發明專利]一種F類高效Doherty功率放大器

在審

• 申請號: 202110571795.1
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113346844A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 張少倩
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03F1/07
• 分類號: H03F1/07
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 韓新城

1.F類高效Doherty功率放大器，其特征在于，包括威爾金森等分功分器、F類載波功放電路、F類峰值功放電路、相位補償線和負載調制網絡；威爾金森等分功用于將輸入功率均分為兩路分別傳送至載波支路的F類載波功放電路和峰值支路的F類峰值功放電路，F類載波功放電路輸出側的相位補償線一用于使F類載波功放電路的輸出阻抗在回退狀態下匹配至100Ω，F類峰值功放電路輸出側的相位補償線二用于使F類峰值功放電路的輸出阻抗在回退狀態下匹配至無窮大，F類峰值功放電路輸入側的相位補償線三用于調整載波支路和峰值支路的相位，使二者在合路點相位對齊；負載調制網絡用于將載波支路和峰值支路相連接，將功率傳輸至50Ω負載。

2.根據權利要求1所述F類高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述F類載波功放電路包括一個晶體管、輸入匹配電路、穩定電路、為晶體管提供合適的柵極偏置電壓和漏極偏置電壓的柵極偏置電路與漏極偏置電路，以及輸出匹配電路；晶體管的柵極通過穩定電路連接輸入匹配電路以及柵極偏置電路，晶體管的源極接地而漏極接輸出匹配電路，所述輸出匹配電路的傳輸線上接漏極偏置電路；輸入匹配電路用于將晶體管的源阻抗匹配至50Ω，穩定電路位于輸入匹配電路和晶體管之間，用于確保功放穩定工作，柵極偏置電路和漏極偏置電路用于提供基波開路和直流短路的條件，輸出匹配電路用于匹配晶體管的輸出三次諧波阻抗、二次諧波阻抗和基波阻抗。

3.根據權利要求2所述F類高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述輸入匹配電路由傳輸線T₁₁、電容C₃和傳輸線T₁₂依次串聯組成，傳輸線T₁₂的另一端接50Ω后接地，在工作頻率處匹配晶體管的源阻抗到50Ω，電阻R₁和電容C₁并聯構成使功放處于穩定的穩定電路，傳輸線T₁₁的另一端接穩定電路的電阻R₁和電容C₁并聯的一端，電阻R₁和電容C₁并聯的另一端接晶體管的柵極。

4.根據權利要求3所述F類高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述柵極偏置電路由電長度為90°的傳輸線T₈、開路傳輸線T₉、傳輸線T₁₀組成，傳輸線T₈與傳輸線T₁₀串聯，開路傳輸線T₉一端接在傳輸線T₈與傳輸線T₁₀之間的連接線上，傳輸線T₈的另一端接接穩定電路的電阻R₁和電容C₁并聯的一端，傳輸線T₁₀的另一端接V_G，并通過一個電容接地。

5.根據權利要求4所述F類高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述漏極偏置電路由電長度為90°的傳輸線T₅、開路傳輸線T₆以及傳輸線T₇組成，傳輸線T₅與傳輸線T₇串聯，開路傳輸線T₆一端接在傳輸線T₅與傳輸線T₇之間的連接線上；傳輸線T₅的另一端接在輸出匹配電路上，傳輸線T₇的另一端接V_D，并通過一個電容接地。

6.根據權利要求5所述F類高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述輸出匹配電路基于兩級低通匹配拓撲實現，由傳輸線T₁、傳輸線T₂、傳輸線T₃、電容C₂、傳輸線T₄依次串聯組成，傳輸線T₁的一端接晶體管的漏極，傳輸線T₄的另一端接50Ω電阻后接地，傳輸線T₅的一端接在傳輸線T₁與傳輸線T₂之間的連接線上。

7.根據權利要求1所述F類高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述F類載波功放電路和F類峰值功放電路的結構相同，用于實現飽和狀態下信號的高效放大。