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    重庆时时彩源代码: 对称多赫蒂DOHERTY功放电路装置及功率放大器.pdf

    关 键 词:
    称多 DOHERTY 功放 电路 装置 功率放大器
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510514604.2

    申请日:

    2015.08.20

    公开号:

    CN106470015A

    公开日:

    2017.03.01

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回 IPC(主分类):H03F 1/07申请公布日:20170301|||公开
    IPC分类号: H03F1/07; H03F3/20 主分类号: H03F1/07
    申请人: 中兴通讯股份有限公司
    发明人: 余敏德; 舒峰; 段斌
    地址: 518057 广东省深圳市南山区科技南路55号
    优先权:
    专利代理机构: 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 代理人: 董文倩;江舟
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510514604.2

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2019.03.12|||2017.03.01

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

    摘要

    本发明提供了一种对称多赫蒂Doherty功放电路装置及功率放大器,其中,对称多赫蒂DOHERTY功率放大器包括:主功率放大通道和一个或者多个辅助功率放大通道,DOHERTY功率放大器还包括:电抗随功率变化网络,设置在辅助功率放大通道上;附加移相网络,设置在主功率放大通道上,其中,第一相位为主功率放大通道的输入端接收到的输入信号与辅助功率放大通道的输入端接收到输入信号之间的相位差,第二相位为主功率放大通道的输出端输出的输出信号与该辅助功率放大通道的输出端输出的输出信号之间的相位差。解决了相关技术中对称DOHERTY功放电路不能够适应较高的峰均比要求的问题。

    权利要求书

    1.一种对称多赫蒂Doherty功放电路装置,其特征在于,包括:
    功率分配单元,用于将输入信号分配为预定相位差的多路信号,并分别输出到
    主放大通道和辅助放大通道;
    主放大通道,包括:附加移相网络、与所述附加移相网络相连的主放大通道微
    带线,与所述主放大通道微带线相连的主放大器,用于通过所述附加移相网络、以
    及主放大通道微带线进行主放大通道信号与辅助放大通道信号的相位对齐,通过所
    述主放大器对主放大通道信号进行功率放大;
    至少一个辅助放大通道,包括:辅助放大通道微带线、与所述辅助放大通道微
    带线相连的辅助放大器、与所述辅助放大器相连的电抗随输出功率变化网络,用于
    通过所述辅助放大通道微带线进行辅助放大通道信号与主放大通道信号的相位对
    齐,通过所述辅助放大器对辅助放大通道信号进行功率放大,在主放大器小信号高
    效率工作状态下,通过所述电抗随输出功率变化网络降低所述辅助放大器截止时在
    合路点的关断阻抗到预定值;
    功率合成单元,用于在合路点将所述主放大通道和所述辅助放大通道输入的信
    号合成一路信号后进行输出。
    2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述附加移相网络的相位特性与所述电
    抗随输出功率变化网络的相位特性相同。
    3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述附加移相网络用于:抵消由电抗随
    输出功率变化网络所引起的相位差。
    4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述主放大通道微带线用于:抵消所述
    预定相位差、以及由所述辅助放大通道微带线和辅助放大器所引起的相位差。
    5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述辅助放大通道微带线用于,抵消由
    所述主放大通道微带线和主放大器所引起的相位差。
    6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电抗随输出功率变化网络用于:在
    主放大器小信号高效率工作状态下,通过控制其引起的在合路点的感性阻抗或容性
    阻抗的值,降低所述关断阻抗到预定值。
    7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述附加移相网络为:偏置微带线、电
    感电容LC移相网络、或电阻电容RC移相网络。
    8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电抗随输出功率变化网络为:偏置
    微带线、变容二极管、或者可变电抗电路。
    9.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述主放大通道微带线包括:与所述附
    加移相网络相连的第一偏置微带线、与所述主放大器输出端相连的第二偏置微带线、
    以及与所述第二偏置微带线相连的1/4波长微带线。
    10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述辅助放大通道微带线包括:与所述
    功率分配单元相连的第三偏置微带线、以及与所述电抗随输出功率变化网络相连的
    第四偏置微带线。
    11.一种对称多赫蒂DOHERTY功率放大器,其特征在于,包括:主功率放大通道和一
    个或者多个辅助功率放大通道,其中,所述主功率放大通道包括:依次串联连接的
    第一补偿微带线、主功率放大器和第二补偿微带线;每个所述辅助功率放大通道包
    括:依次串联连接的第三补偿微带线、辅助功率放大器和第四补偿微带线,其中,
    所述DOHERTY功率放大器还包括:
    电抗随功率变化网络,设置在所述辅助功率放大通道上,其中,所述电抗随功
    率变化网络用于将所述辅助功率放大器的关断阻抗设置到第一预定阈值;
    附加移相网络,设置在所述主功率放大通道上,其中,所述附加移相网络用于
    使得第一相位差与第二相位差相同,其中,所述第一相位为所述主功率放大通道的
    输入端接收到的输入信号与所述辅助功率放大通道的输入端接收到输入信号之间
    的相位差,所述第二相位为所述主功率放大通道的输出端输出的输出信号与所述辅
    助功率放大通道的输出端输出的输出信号之间的相位差。
    12.根据权利要求11所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述电抗随功率变化
    网络连接在所述辅助功率放大器和所述第四补偿微带线之间,或者,所述电抗随功
    率变化网络连接在所述第四补偿微带线和所述辅助功率放大通道的输出端之间。
    13.根据权利要求11所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述附加移相网络连
    接在所述主功率放大通道的输入端和所述第一补偿微带线之间,或者,所述附加移
    相网络连接在所述第一补偿微带线和所述主功率放大器之间。
    14.根据权利要求11所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述附加移相网络的
    相位和频率特性与所述电抗随功率变化网络的相位和频率特性相同。
    15.根据权利要求11所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述电抗随功率变化
    网络、所述附加移相网络、所述第一补偿微带线、所述第二补偿微带线、所述第三
    补偿微带线以及所述第四补偿微带线共同用于使得所述第一相位差与所述第二相
    位差相同。
    16.根据权利要求11所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述第四补偿微带线
    用于使得所述辅助功率放大通道的阻抗为第二预定阈值以及将所述辅助功率放大
    器的关断阻抗调整到第三预定阈值,其中,所述第三预定阈值大于所述第一预定阈
    值。
    17.根据权利要求11所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述DOHERTY功率
    放大器还包括:
    用于分配功率的功率分配单元,其中,所述功率分配单元的输入端用于接收输
    入信号,所述功率分配单元的第一输出端连接至所述附加移相网络的输入端,所述
    功率分配单元的第二输出端连接至所述第三补偿微带线;
    用于合成功率的功率合成单元,其中,所述功率合成单元的第一输入端通过微
    带阻抗变换线与所述第二补偿微带线连接,所述功率合成单元的第二输入端与所述
    第四补偿微带线连接,或者所述功率合成单元的第二输入端与所述电抗随功率变化
    网络连接。
    18.根据权利要求17所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述功率分配单元将
    所述输入信号分配为相位差为90°的多路信号,并将所述多路信号分别输入至所
    述主功率放大通道和所述一个或者多个辅助功率放大通道。
    19.根据权利要求18所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述多路信号的每路
    信号的功率为所述输入信号功率的1/N,其中,N为所述多路信号的数量。
    20.根据权利要求17所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述功率分配单元包
    括电桥。
    21.根据权利要求11所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述附加移相网络包
    括以下至少之一:
    微带线;
    电感和电容组成的LC移相网络;
    电容和电阻组成的RC移相网络。
    22.根据权利要求11所述的DOHERTY功率放大器,其特征在于,所述电抗随功率变化
    网络包括以下至少之一:
    微带线;
    变容二极管;
    电抗电路。

    说明书

    对称多赫蒂Doherty功放电路装置及功率放大器

    技术领域

    本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种对称多赫蒂Doherty功放电路装置及功
    率放大器。

    背景技术

    目前,随着无线通讯市场竞争的日益激烈,基站产品的性能高低成为业内竞争的主
    要焦点。而功率放大器(简称功放)作为基站的重要组成部分,直接关系着基站发射信
    号的质量和通信效果。为了提高传输速率,更加有效地利用频谱资源,现阶段基站广泛
    采用正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,简称为OFDM)、
    以及正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keyin,简称为QPSK)等高峰均比调制方式,
    因此要求功放在高峰均比的条件下正常工作,不但要满足线性指标要求,同时需要到达
    较高的工作效率,现阶段DOHERTY功放配合数字预失真技术(Digital Pre-distortion,
    简称为DPD)可以较好地满足上述要求,因此,Doherty功放成为目前基站应用的研究
    热点。

    图1是相关技术中Doherty功放的电路示意图,如图1所示,由2到多个功放管组
    成,分为主功放PA1和辅助功放PA2。输入信号经电桥分离送入主功放PA1和辅助功
    放PA2,分别经两路放大后再合成为一路。为了补偿电桥带来的90°相位差,在主功放
    PA1的输出需要通过1/4波长微带线进行相位对齐。对称DOHERTY功放由于主功放PA1
    与辅助功放PA2均采用相同的功率管且构造基本相同,具有设计相对容易,生产一致性
    好等特点在低峰均比(Peak-to-Average Ratio,简称为PAR)的情况下得到了广泛应用。
    在这种情况下当主功放PA1输出功率较小时,辅助功放PA2处于关断状态,为了减小
    此时辅助功放PA2对于主功放PA1的影响,需要采用合适电长度的OFFSET阻抗线将
    辅助功放PA2功率管的关断阻抗进行阻抗变换,使其在功率合成单元的合路点对于主功
    放PA1呈现高阻开路状态,而当主功放PA1输出功率逐渐加大时,辅助功放PA2开始
    工作,同时对主功PA1进行负载调制使主功放PA1功率管输出阻抗不断从最高效率点
    向最大功率点偏移,最终和辅助功放PA2功率管一起达到最大功率点输出阻抗,在这种
    情况下对称Doherty功率管饱和功率和最大效率点阻抗需要满足2:1的驻波比阻抗关系,
    而在高峰均比应用场合需要主功放功率管相应的驻波比阻抗关系大于2:1,但由于此时
    对称Doherty主功放PA1功率管输出阻抗不能满足辅助功放工作时进行负载调制时大于
    驻波2:1阻抗要求,就会对对称DOHERTY功放的效率或输出功率产生影响。

    同时实际应用中有部分功率管的饱和功率最大点和效率最大点阻抗关系本身就大
    于2:1驻波比,此时如果用这种功率管构成对称DOHERTY电路就需要在最大功率点和
    最大效率点附近区域选择合适阻抗进行性能折中,使二者满足2:1驻波比关系,这样同
    样会在输出功率和工作效率方面有所损失。

    针对相关技术中,对称DOHERTY功放电路不能够适应较高的峰均比要求的问题,
    还未提出有效的解决方案。

    发明内容

    本发明提供了一种对称多赫蒂Doherty功放电路装置及功率放大器,以至少解决相
    关技术中对称DOHERTY功放电路不能够适应较高的峰均比要求的问题。

    根据本发明的一个方面,提供了一种对称多赫蒂Doherty功放电路装置,包括:功
    率分配单元,用于将输入信号分配为预定相位差的多路信号,并分别输出到主放大通道
    和辅助放大通道;主放大通道,包括:附加移相网络、与所述附加移相网络相连的主放
    大通道微带线,与所述主放大通道微带线相连的主放大器,用于通过所述附加移相网络、
    以及主放大通道微带线进行主放大通道信号与辅助放大通道信号的相位对齐,通过所述
    主放大器对主放大通道信号进行功率放大;至少一个辅助放大通道,包括:辅助放大通
    道微带线、与所述辅助放大通道微带线相连的辅助放大器、与所述辅助放大器相连的电
    抗随输出功率变化网络,用于通过所述辅助放大通道微带线进行辅助放大通道信号与主
    放大通道信号的相位对齐,通过所述辅助放大器对辅助放大通道信号进行功率放大,在
    主放大器小信号高效率工作状态下,通过所述电抗随输出功率变化网络降低所述辅助放
    大器截止时在合路点的关断阻抗到预定值;功率合成单元,用于在合路点将所述主放大
    通道和所述辅助放大通道输入的信号合成一路信号后进行输出。

    可选地,所述附加移相网络的相位特性与所述电抗随输出功率变化网络的相位特性
    相同。

    可选地,所述附加移相网络用于:抵消由电抗随输出功率变化网络所引起的相位差。

    可选地,所述主放大通道微带线用于:抵消所述预定相位差、以及由所述辅助放大
    通道微带线和辅助放大器所引起的相位差。

    可选地,所述辅助放大通道微带线用于,抵消由所述主放大通道微带线和主放大器
    所引起的相位差。

    可选地,所述电抗随输出功率变化网络用于:在主放大器小信号高效率工作状态下,
    通过控制其引起的在合路点的感性阻抗或容性阻抗的值,降低所述关断阻抗到预定值。

    可选地,所述附加移相网络为:偏置微带线、电感电容LC移相网络、或电阻电容
    RC移相网络。

    可选地,所述电抗随输出功率变化网络为:偏置微带线、变容二极管、或者可变电
    抗电路。

    可选地,所述主放大通道微带线包括:与所述附加移相网络相连的第一偏置微带线、
    与所述主放大器输出端相连的第二偏置微带线、以及与所述第二偏置微带线相连的1/4
    波长微带线。

    可选地,所述辅助放大通道微带线包括:与所述功率分配单元相连的第三偏置微带
    线、以及与所述电抗随输出功率变化网络相连的第四偏置微带线。

    根据本发明的另一个方面,还提供了一种对称多赫蒂DOHERTY功率放大器,包括:
    主功率放大通道和一个或者多个辅助功率放大通道,其中,所述主功率放大通道包括:
    依次串联连接的第一补偿微带线、主功率放大器和第二补偿微带线;每个所述辅助功率
    放大通道包括:依次串联连接的第三补偿微带线、辅助功率放大器和第四补偿微带线,
    其中,所述DOHERTY功率放大器还包括:电抗随功率变化网络,设置在所述辅助功率
    放大通道上,其中,所述电抗随功率变化网络用于将所述辅助功率放大器的关断阻抗设
    置到第一预定阈值;附加移相网络,设置在所述主功率放大通道上,其中,所述附加移
    相网络用于使得第一相位差与第二相位差相同,其中,所述第一相位为所述主功率放大
    通道的输入端接收到的输入信号与所述辅助功率放大通道的输入端接收到输入信号之
    间的相位差,所述第二相位为所述主功率放大通道的输出端输出的输出信号与所述辅助
    功率放大通道的输出端输出的输出信号之间的相位差。

    可选地,所述电抗随功率变化网络连接在所述辅助功率放大器和所述第四补偿微带
    线之间,或者,所述电抗随功率变化网络连接在所述第四补偿微带线和所述辅助功率放
    大通道的输出端之间。

    可选地,所述附加移相网络连接在所述主功率放大通道的输入端和所述第一补偿微
    带线之间,或者,所述附加移相网络连接在所述第一补偿微带线和所述主功率放大器之
    间。

    可选地,所述附加移相网络的相位和频率特性与所述电抗随功率变化网络的相位和
    频率特性相同。

    可选地,所述电抗随功率变化网络、所述附加移相网络、所述第一补偿微带线、所
    述第二补偿微带线、所述第三补偿微带线以及所述第四补偿微带线共同用于使得所述第
    一相位差与所述第二相位差相同。

    可选地,所述第四补偿微带线用于使得所述辅助功率放大通道的阻抗为第二预定阈
    值以及将所述辅助功率放大器的关断阻抗调整到第三预定阈值,其中,所述第三预定阈
    值大于所述第一预定阈值。

    可选地,所述DOHERTY功率放大器还包括:用于分配功率的功率分配单元,其中,
    所述功率分配单元的输入端用于接收输入信号,所述功率分配单元的第一输出端连接至
    所述附加移相网络的输入端,所述功率分配单元的第二输出端连接至所述第三补偿微带
    线;用于合成功率的功率合成单元,其中,所述功率合成单元的第一输入端通过微带阻
    抗变换线与所述第二补偿微带线连接,所述功率合成单元的第二输入端与所述第四补偿
    微带线连接,或者所述功率合成单元的第二输入端与所述电抗随功率变化网络连接。

    可选地,所述功率分配单元将所述输入信号分配为相位差为90°的多路信号,并将
    所述多路信号分别输入至所述主功率放大通道和所述一个或者多个辅助功率放大通道。

    可选地,所述多路信号的每路信号的功率为所述输入信号功率的1/N,其中,N为
    所述多路信号的数量。

    可选地,所述功率分配单元包括电桥。

    可选地,所述附加移相网络包括以下至少之一:微带线;电感和电容组成的LC移
    相网络;电容和电阻组成的RC移相网络。

    可选地,所述电抗随功率变化网络包括以下至少之一:微带线;变容二极管;电抗
    电路。

    通过本发明,采用一种对称多赫蒂DOHERTY功率放大器,包括:主功率放大通道
    和一个或者多个辅助功率放大通道,其中,主功率放大通道包括:依次串联连接的第一
    补偿微带线、主功率放大器和第二补偿微带线;每个辅助功率放大通道包括:依次串联
    连接的第三补偿微带线、辅助功率放大器和第四补偿微带线,其中,DOHERTY功率放
    大器还包括:电抗随功率变化网络,设置在辅助功率放大通道上,其中,电抗随功率变
    化网络用于将辅助功率放大器的关断阻抗设置到第一预定阈值;附加移相网络,设置在
    主功率放大通道上,其中,附加移相网络用于使得第一相位差与第二相位差相同,其中,
    第一相位为主功率放大通道的输入端接收到的输入信号与辅助功率放大通道的输入端
    接收到输入信号之间的相位差,第二相位为主功率放大通道的输出端输出的输出信号与
    该辅助功率放大通道的输出端输出的输出信号之间的相位差。解决了相关技术中对称
    DOHERTY功放电路不能够适应较高的峰均比要求的问题,进而达到了从而提高主功放
    饱和功率和最大效率点阻抗的驻波比关系,扩展了对称DOHERTY功放电路的应用范围,
    能够提高对称DOHERTY功放电路在高峰均比应用的效率,使对称DOHERTY功放电
    路能适应较高的峰均比要求,同时兼有一定的提高功放线性的作用。

    附图说明

    此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明
    的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

    图1是相关技术中Doherty功放的电路示意图;

    图2是根据本发明实施例的DOHERTY功率放大器结构示意图;。

    图3是根据本发明实施例的功放DOHERTY功放电路示意图(一);

    图4是根据本发明实施例的功放DOHERTY功放电路示意图(二);

    图5是相关技术中辅助放大器截止时关断阻抗的示意图;

    图6是根据本发明实施例的辅助放大器关断阻抗的示意图;

    图7是根据本发明实施例的当辅助放大器从截止工作状态过度到高功率输出状态时
    合路点阻抗的示意图;

    图8是根据本发明实施例的电抗随功率变化网络引入的输出功率和附加相移的特性
    曲线图;

    图9是相关技术中DOHERTY功放输出功率和附加相移的特性曲线图;

    图10是根据本发明实施例的DOHERTY功放输出功率和附加相移的特性曲线图。

    具体实施方式

    下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情
    况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

    需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”
    等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

    在本实施例中提供了一种对称多赫蒂DOHERTY功率放大器,图2是根据本发明实
    施例的DOHERTY功率放大器结构示意图,如图2所示,包括:主功率放大通道22和
    一个或者多个辅助功率放大通道24,其中,主功率放大通道22包括:依次串联连接的
    第一补偿微带线、主功率放大器和第二补偿微带线;每个辅助功率放大通道24包括:
    依次串联连接的第三补偿微带线、辅助功率放大器和第四补偿微带线,其中,该
    DOHERTY功率放大器还包括:电抗随功率变化网络242,设置在辅助功率放大通道24
    上,其中,电抗随功率变化网络242用于将辅助功率放大器的关断阻抗设置到第一预定
    阈值;附加移相网络222,设置在主功率放大通道22上,其中,附加移相网络222用于
    使得第一相位差与第二相位差相同,其中,该第一相位为该主功率放大通道的输入端接
    收到的输入信号与该辅助功率放大通道的输入端接收到输入信号之间的相位差,该第二
    相位为该主功率放大通道的输出端输出的输出信号与该辅助功率放大通道的输出端输
    出的输出信号之间的相位差。

    通过上述DOHERTY功率放大器中主功率放大通道增加的附加移相网络和辅助功
    率放大通道增加的电抗随功率变化网络,通过对附加移相网络以及辅助功率放大通道的
    调节,解决了相关技术中对称DOHERTY功放电路不能够适应较高的峰均比要求的问题,
    进而提高主功放饱和功率和最大效率点阻抗的驻波比关系,扩展了对称DOHERTY功放
    电路的应用范围,能够提高对称DOHERTY功放电路在高峰均比应用的效率,使对称
    DOHERTY功放电路能适应较高的峰均比要求,同时兼有一定的提高功放线性的作用。

    电抗随功率变化网络242设置在辅助功率放大通道24上,在一个可选实施例中,
    电抗随功率变化网络242连接在辅助功率放大器和第四补偿微带线之间,或者,电抗随
    功率变化网络242连接在第四补偿微带线和辅助功率放大通道的输出端之间。

    附加移相网络222设置在主功率放大通道22,在一个可选实施例中,附加移相网络
    222连接在主功率放大通道22的输入端和第一补偿微带线之间,或者,附加移相网络
    222连接在第一补偿微带线和主功率放大器之间。

    在一个可选实施例中,附加移相网络222的相位和频率特性与电抗随功率变化网络
    242的相位和频率特性相同。

    在一个可选实施例中,电抗随功率变化网络242、附加移相网络222、第一补偿微
    带线、第二补偿微带线、第三补偿微带线以及第四补偿微带线共同用于使得第一相位差
    与第二相位差相同。

    在一个可选实施例中,第四补偿微带线用于使得该辅助功率放大通道的阻抗为第二
    预定阈值以及将该辅助功率放大器的关断阻抗调整到第三预定阈值,其中,第三预定阈
    值大于第一预定阈值。

    DOHERTY功率放大器还包括其他部分以便于更好的使对称DOHERTY功放电路
    能适应较高的峰均比要求。在一个可选实施例中,DOHERTY功率放大器还包括用于分
    配功率的功率分配单元,其中,功率分配单元的输入端用于接收输入信号,功率分配单
    元的第一输出端连接至该附加移相网络的输入端,功率分配单元的第二输出端连接至该
    第三补偿微带线;用于合成功率的功率合成单元,其中,功率合成单元的第一输入端通
    过微带阻抗变换线与第二补偿微带线连接,该功率合成单元的第二输入端与该第四补偿
    微带线连接,或者功率合成单元的第二输入端与该电抗随功率变化网络连接。

    在一个可选实施例中,该功率分配单元将该输入信号分配为相位差为90°的多路信
    号,并将该多路信号分别输入至该主功率放大通道和该一个或者多个辅助功率放大通道。

    在一个可选实施例中,该多路信号的每路信号的功率为该输入信号功率的1/N,其
    中,N为该多路信号的数量。

    在一个可选实施例中,功率分配单元包括电桥。

    上述附加移相网络222可以有多种组成方式,下面对此进行举例说明。在一个可选
    实施例中,附加移相网络222包括以下至少之一:微带线;电感和电容组成的LC移相
    网络;电容和电阻组成的RC移相网络。

    上述电抗随功率变化网络224也可以有多种组成方式,下面对此进行举例说明。在
    一个可选实施例中,电抗随功率变化网络224包括以下至少之一:微带线;变容二极管;
    电抗电路。

    在本实施例中还提供了一种对称多赫蒂Doherty功放电路装置,该装置用于实现上
    述实施例及优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的,术语“??椤?br />可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软
    件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

    在本实施例中还提供了一种对称多赫蒂Doherty功放电路装置,包括:功率分配单
    元,用于将输入信号分配为预定相位差的多路信号,并分别输出到主放大通道和辅助放
    大通道;主放大通道,包括:附加移相网络、与该附加移相网络相连的主放大通道微带
    线,与该主放大通道微带线相连的主放大器,用于通过该附加移相网络、以及主放大通
    道微带线进行主放大通道信号与辅助放大通道信号的相位对齐,通过该主放大器对主放
    大通道信号进行功率放大;至少一个辅助放大通道,包括:辅助放大通道微带线、与该
    辅助放大通道微带线相连的辅助放大器、与该辅助放大器相连的电抗随输出功率变化网
    络,用于通过该辅助放大通道微带线进行辅助放大通道信号与主放大通道信号的相位对
    齐,通过该辅助放大器对辅助放大通道信号进行功率放大,在主放大器小信号高效率工
    作状态下,通过该电抗随输出功率变化网络降低该辅助放大器截止时在合路点的关断阻
    抗到预定值;功率合成单元,用于在合路点将该主放大通道和该辅助放大通道输入的信
    号合成一路信号后进行输出。

    通过上述DOHERTY功放电路装置中主功率放大通道增加的附加移相网络和辅助
    功率放大通道增加的电抗随功率变化网络,通过对附加移相网络以及辅助功率放大通道
    的调节,解决了相关技术中对称DOHERTY功放电路不能够适应较高的峰均比要求的问
    题,进而提高主功放饱和功率和最大效率点阻抗的驻波比关系,扩展了对称DOHERTY
    功放电路的应用范围,能够提高对称DOHERTY功放电路在高峰均比应用的效率,使对
    称DOHERTY功放电路能适应较高的峰均比要求,同时兼有一定的提高功放线性的作用。

    在一个可选实施例中,附加移相网络的相位特性与该电抗随输出功率变化网络的相
    位特性相同。

    在一个可选实施例中,附加移相网络用于:抵消由电抗随输出功率变化网络所引起
    的相位差。

    在一个可选实施例中,主放大通道微带线用于:抵消该预定相位差、以及由该辅助
    放大通道微带线和辅助放大器所引起的相位差。

    在一个可选实施例中,辅助放大通道微带线用于,抵消由该主放大通道微带线和主
    放大器所引起的相位差。

    在一个可选实施例中,电抗随输出功率变化网络用于:在主放大器小信号高效率工
    作状态下,通过控制其引起的在合路点的感性阻抗或容性阻抗的值,降低该关断阻抗到
    预定值。

    在一个可选实施例中,附加移相网络为:偏置微带线、电感电容LC移相网络、或
    电阻电容RC移相网络。

    在一个可选实施例中,电抗随输出功率变化网络为:偏置微带线、变容二极管、或
    者可变电抗电路。

    在一个可选实施例中,主放大通道微带线包括:与该附加移相网络相连的第一偏置
    微带线、与该主放大器输出端相连的第二偏置微带线、以及与该第二偏置微带线相连的
    1/4波长微带线。

    在一个可选实施例中,辅助放大通道微带线包括:与该功率分配单元相连的第三偏
    置微带线、以及与该电抗随输出功率变化网络相连的第四偏置微带线。

    本发明可选实施例的主要目的在于提供一种对称DOHERTY功放电路、旨在提高对
    称DOHERTY功放电路在高峰均比应用的效率,同时兼有一定的提高功放线性的作用。

    本发明可选实施例提出了DOHERTY功放电路,图3是根据本发明实施例的功放
    DOHERTY功放电路示意图,原理框图如图3所示,电路包括功率分配单元1、主放大
    单元2、功率合成单元4以及至少一个辅助放大单元3和串联在所述主放大单元2的附
    加移相网络8和串联在辅助放大器输出端的电抗随输出功率变化网络9,以及相关的
    OFFSET连接线6、7、10、11和1/4波长阻抗变换线5。所述附加移相网络8与所述电
    抗随输出功率变化网络9相位特性相同,用于抵消由于增加所述电抗随输出功率变化网
    络9所引入的相位差。

    功率分配单元1包括电桥,电桥的输入端接输入信号,两路输出端分别与主放大单
    元的附加移相网络8和辅助放大单元的输入OFFSET线6连接。

    主放大单元2包括主放大器,辅助放大单元3包括辅助放大器,附加移相网络8连
    接到电桥的输出端,主放大器的输入端通过OFFSET线7与附加移相网络8相连,主放
    大器PA3的输出端与功率合成单元4之间连接有1/4波长微带阻抗变换线5。

    图4则对图3的框图结合具体实例进一步进行了细化,功率分配单元将输入信号分
    配为相位差为90°的若干路信号后分别输出至及主放大单元和辅助放大单元进行放大;

    由附加移相网络8、输入OFFSET线7,主放大器PA3,输出OFFSET线10,1/4
    波长微带阻抗变换线5,一起组成的主放大通道,由输入offset线6、辅助放大器PA4、
    和电抗随输出功率变化网络9、以及输出offset线11组成的辅助放大通路,辅助放大器
    PA4的输入端与电桥的输出端,以及辅助放大器PA4的输出端与电抗随输出功率变化单
    元9之间,以及电抗随输出功率变化单元9与功率合成单元4之间所接有的OFFSET补
    偿微带线。其中OFFSET线6主要起到和主通路相位相位对齐的作用,OFFSET线11
    主要完成阻抗匹配和提高PA4截止时关断阻抗的作用。

    通过合理选择OFFSET线6,7,10,11线长以及附加移相网络8与所述电抗随输
    出功率变化网络9相位特性,可以实现主放大通路和辅助放大通路的相位对齐,抵消了
    相位差的主通路和辅助通路信号合成为一路信号后由合路单元4输出。

    在通常设计中辅助功放PA4需要通过合适的OFFSET 11阻抗线使其关断阻抗在合
    路点接近开路状态如图5所示,这样主放大通路和辅助放大通路在合路点的阻抗在功放
    输出大小信号的条件下都基本相同,即前后的驻波比为1:1,此时对称Doherty功率管
    饱和功率和最大效率点阻抗需要满足2:1的驻波比阻抗关系。

    本发明可选实施例提出的一种功放电路、功率放大装置及其匹配方法,通过在辅助
    功放PA4后面增加电抗随输出功率变化网络9,使合路点关断阻抗适当偏离开路状态,
    这样当主功放PA3工作在小信号高效率状态时,辅助功放PA4和电抗随输出功率变化
    网络9在合路点将引入一定的感性或容性阻抗如图6所示,控制该处的电抗值可以降低
    主功放小信号高效率工作时的合路点阻抗。

    而当主功放PA3大功率工作时由于辅助功放PA4和电抗随输出功率变化网络9负
    载牵引作用,辅助放大器PA4在合路点并联阻抗将在截止状态阻抗值和高功率状态阻抗
    值之间进行变换,其结果如图7所示,此处以容性负载截止状态负载值进行举例说明,
    这时合路点在最大输出功率所对应的阻抗值与小功率条件下由于辅助功放PA4和电抗
    随输出功率变化网络9引起合路点阻抗下降所造成的合路点阻抗值的驻波比将加大,就
    可以提高相应的Doherty主放大器功率管最大输出功率和最大输出效率阻抗所对应驻
    波比值,这样辅助功放负载调制引起的主功放驻波比范围扩大后可以满足非对阻抗驻波
    比关系大于2:1的要求,因此在保证饱和功率和效率的同时扩展了对称DOHERTY功放
    电路峰均比的适应范围,同时由于可以通过调整电抗随输出功率变化网络9的电抗,从
    而可以灵活引入感性或容性电抗,这样在小信号时相当于在输出合路单元等效地对地并
    联了电感或电容,可以造成小信号输出的初始相位附加超前或滞后一定角度,而当功放
    输出大信号时,该并联电抗由于辅助功放PA4和电抗随输出功率变化网络9的负载牵引
    的作用消失,先前附加的移相角也随着消除如图8所示,通过合理设计和辅助功放PA4
    连接的电抗随输出功率变化网络9可以使该移相角和通常DOHERTY功放的AM-PM特
    性(如图9所示)相反,两者某种程度的相互抵消可以改善整个功放的AM-PM失真,
    进而提高了功放的线性指标,具体AM-PM改善后效果示意图见图10,从图10中可以
    看出采用本发明可选实施例后,功放AM-PM特性随功放功率变化的范围,可以由原先
    的0~0.3(弧度)缩小为0.22~0.35,AM-PM变化范围的缩小表明AM-PM特性得到了
    改进。

    图4是根据本发明实施例的功放DOHERTY功放电路示意图(二),如图4所示:

    功率分配单元1、附加移相网络8、50欧姆微带线OFFSET 7、主放大器PA3、50
    欧姆微带线OFFSET 10、50欧姆1/4波长微带线5构成主放大通路。

    50欧姆微带线OFFSET 6、辅助放大器PA4,电抗随输出功率变化网络9、50欧姆
    微带线OFFSET 11构成辅助放大通路。主放大通路和辅助放大通路分别与功率分配单
    元1、功率合成单元4连接共同构成50欧姆2路对称Doherty电路。

    功率分配单元1由电桥及其外围电路组成,需要说明的是,本实例中的电桥可以是
    3dB、5dB或其他规格的电桥,在此不作限定,为了便于说明,本实例中仅以该电桥为
    3dB电桥为例进行说明。所述3dB电桥的输入端接输入信号,3dB电桥的两路输出端分
    别与附加移相网络8和辅助放大单元3的OFFSET线6连接。

    本实例中的附加移相网络8由一段微带线构成,需要说明的是该网络也可以由电感
    和电容组成的LC移相网络或电容,电阻组成的RC移相网络构成,该网络的移相特性
    需要与电抗随输出功率变化网络9移相特性相同,具体形式在此不做限定,该网络通过
    OFFSET 7与主放大器PA3连接,辅助放大器PA4的输入端与所述3dB电桥的输出端之
    间通过OFFSET 6相连、辅助放大器大器PA4的输出端通过电抗随输出功率变化网络9,
    和输出OFFSET 11连接到合路输出单元4,当本DOHERTY电路工作时所述电抗随输
    出功率变化网络9和辅助功放单元4一起随着辅助功率放大器PA4工作状态改变和输出
    功率变化从而改变合路点(说明书附图中P点)的阻抗,本实例中电抗随输出功率变化
    网络9由合适电长度的微带线构成,其它情况下也可以由受到电压控制的变容二极管或
    其它受控可变电抗电路组成。

    在本实例中调节与辅助放大器PA4相连的功率变化网络9的50欧姆微带线长度,
    可以使辅助放大器PA4功率管关断阻抗在合路点呈现容性电抗,并且附加了-12°的初
    始相移,这时主功率放大器PA3功率管饱和功率点和最大效率点阻抗关系满足2.5:1的
    非对称比关系,可以较好地满足8dB左右峰均比的要求。由于主功放PA3与辅助功放
    PA4都采用相同的功率管且电路结构相同故该电路扩展了对称DOHERTY在高峰均比
    (PAR>6dB)的应用范围,并且相应的初始相移可以一定程度补偿电路AM-PM失真,
    进而改善了电路的线性指标。

    本发明可选实施例提出的一种功率放大装置,该功放电路的电路结构和原理可参照
    前述,在此不再赘述。由于采用了上述功放电路,提高了输出功率及效率,扩展了功放
    电路对于高峰均比信号的适应能力并有一定的改善AM-PM特性提高Doherty功放的线
    性指标的能力。

    上述功放电路、功率放大装置及其设计方法,通过在主功放单元和辅助功放单元分
    别增加附加移相网络和电抗随输出功率变化网络,控制合路点辅助放大器功率管截止时
    的阻抗特性,来提高主功放饱和功率和最大效率点阻抗的驻波比关系,扩展了对称
    DOHERTY功放电路的应用范围,使对称DOHERTY功放电路能适应较高的峰均比要求。

    显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各??榛蚋鞑街杩梢杂猛ㄓ玫?br />计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成
    的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们
    存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执
    行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路???,或者将它们中的多
    个??榛虿街柚谱鞒傻ジ黾傻缏纺?槔词迪?。这样,本发明不限制于任何特定的硬件
    和软件结合。

    以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术
    人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何
    修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的?;し段е?。

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    本文标题:对称多赫蒂DOHERTY功放电路装置及功率放大器.pdf
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