[发明专利]一种宽带Doherty功率放大器

说明书

本发明公开了一种宽带Doherty功率放大器，包括功分器、主功率放大网络、辅功率放大网络以及宽带补偿网络，其中宽带补偿网络是由电容、电感、电阻和微带组成的一种特定结构的补偿网络，能够在较宽的频带内起到相位补偿的作用，实现在较宽的频率范围内高效率地放大信号，从而实现在该频带内都能有较高的回退效率，尤其是在6dB功率回退处具有超高效率。此外，通过调节补偿网络的参数，本发明可以推广到其他频带的Doherty功率放大器，具有广阔的应用前景与实用价值。

技术领域

本发明属于功率放大器领域，更具体地，涉及一种宽带Doherty功率放大器。

背景技术

随着4G/5G移动通信系统的快速推进，提高系统数据传输速率及信道容量已经成为了通信系统发展的首要目标。功率放大器作为无线收发系统中非常重要的电路组件之一，它所产生的交调产物和非线性失真会随着自身输出功率和效率的提升而相应增加。通信系统中常会采用功率回退的方式来减小信号非线性失真，确保系统中的传输信号不被压缩，但是功率回退会大大降低功率放大器的效率，导致系统性能恶化。因此，高效率功率放大器的研究显得尤为重要。

同时，移动通信系统的高速发展带来了拥挤的通信环境，不同运营商和通信用户之间采用各自不同的传输协议和带宽制式。在这些因素的推动下，功率放大器的宽带工作性能就成为未来移动通信系统的首要检验指标。

图1描述了一种传统的高回退效率Doherty功率放大器结构框图，通过在辅路输出匹配网络的后面引入一段补偿微带，使得所设计功放的回退效率得到提高。然而，由于微带的窄带特性，该功率放大器只在单个频点处具有较高的回退效率，因此该功率放大器的带宽受到限制。由于功率放大器的带宽和效率的矛盾性使得设计出高效率超宽带功率放大器成为难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种宽带Doherty功率放大器，其目的在于解决现有宽带Doherty功率放大器仅能够在单个频点处有较高的回退效率而导致无法兼顾功率放大器带宽和效率的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种宽带Doherty功率放大器，包括：

功分器，用于对输入信号以等功率分解为两路子输入信号并通过两个输出端输出；

主功率放大网络，其输入端与所述功分器的第一输出端连接，用于实现所述中功率放大器输入端的阻抗匹配、输出端的阻抗匹配并对所述输入子信号进行放大；

辅功率放大网络，其输入端与所述功分器的第二输出端连接，用于当子输入信号的功率大于放大功率阈值时实现所述辅功率放大器输入端的阻抗匹配、输出端的阻抗匹配并对子输入信号进行放大；以及

宽带补偿网络，其输入端与所述辅功率放大网络的输出端连接，其输出端与所述主功率放大网络的输出端连接；包括第一分支、第二分支与第三分支；所述第一分支的后端、所述第二分支的前端均和所述第三分支的前端连接，所述第三分支的后端接地，构成T型宽带补偿网络；用于当所述子输入信号功率小于放大功率阈值时使辅功率放大网络的输出阻抗在频带内都为无穷大，其中，放大功率阈值由放大管类型以及放大管的栅极偏置电压决定，且一般认为阻值超过500欧姆时为无穷大；

所述第一分支包括第一微带和第一次支，所述第一微带的前端与所述第一次支的后端连接，所述第一次支包括并联的第一电感、第一电阻以及第一电容；

所述第二分支包括第二微带和第二次支，所述第二微带的后端与所述第二次支的前端连接，所述第二次支包括并联的第二电感、第二电阻以及第二电容；

所述第三分支包括依次串联的第三电阻、第三电感以及第三电容。

优选地，主功率放大网络包括依次连接的主宽带输入匹配网络、主功率放大器以及主宽带输出匹配网络；主宽带输入匹配网络的输入端作为主功率放大网络的输入端，主宽带输出匹配网络的输出端作为主功率放大网络的输出端；