[发明专利]一种可提高回退区域平均效率的负载调制功率放大器结构

说明书

本发明公开了一种可提高回退区域平均效率的负载调制功率放大器结构，属于放大器领域，包括功分器、第一平衡放大器、第二平衡放大器、输入正交耦合器、输出正交耦合器和Doherty功率放大器。本发明基于负载调制功率放大器和Doherty功率放大器的原理，将Doherty功率放大器作为控制路对负载调制平衡式功率放大器进行负载调制，同时通过控制两路平衡放大器的开启时间，负载调制平衡式功率放大器中的两路平衡放大器与Doherty功率放大器又组成多路Doherty功率放大器结构，最终本发明可以在比较大的回退区间内实现三个回退效率峰值，能获得更好的平均效率。

技术领域

本发明涉及放大器领域，具体涉及一种可提高回退区域平均效率的负载调制功率放大器结构。

背景技术

随着高速无线通信的需求不断的增加，提高无线通信中调制信号的峰均比，是保证无线通信中高速信息传输速率的关键所在。具有高峰均比的复杂调制信号会使发射机中的功放一直处于功率回退状态，且功放是整个系统中最耗电的模块，因此针对功放在大回退区间内的效率提出了更高的要求。目前，Doherty功放由于其良好的性能且复杂性不高，因此被广泛应用于毫米波功率放大器来提高回退效率。最近也提出了一种负载调制平衡式功率放大器（LMBA）用来提高功放回退效率，通过利用正交耦合器的特性，使其可能实现比较大的功率回退，适合高速通信使用。

在设计常规Doherty功率放大器的时候，主辅路晶体管的尺寸一般选择一样，这样他们的饱和输出功率能力一样，该Doherty功率放大器可以实现在6-dB回退的时候有一个峰值效率，这对于基于正交频分复用技术(OFDM)的5GNR波形来说是不够的。两路非对称Doherty可以实现更深的回退效率峰值，此时需要辅路的晶体管尺寸大于主路的晶体管尺寸。但是它在两个峰值之间会产生一个低谷，会严重降低整个回退区域内的平均效率，可以通过增加辅助路的数量来提高整个回退区域内的平均效率，但是这样的话又会大大增加合成网络的设计难度。

在目前的LMBA结构中，通过合理的设计控制路的输出功率，同样也可以实现比较大的回退区间，但是与非对称两路Doherty结构具有同样的问题，回退点的效率峰值和饱和点的效率峰值之间会产生一个低谷，会严重降低整个回退区域内的平均效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可提高回退区域平均效率的负载调制功率放大器结构，目的是为了实现比较大的回退区间，且能有多个回退效率峰值点，进而提高整个回退区域内的平均效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种可提高回退区域平均效率的负载调制功率放大器结构，包括：功分器、第一平衡放大器、第二平衡放大器、输入正交耦合器、输出正交耦合器和Doherty功率放大器；

所述功分器的输入端耦接射频信号输入RFin，所述功分器的第一输出端通过所述Doherty功率放大器耦接到所述输出正交耦合器的第三端口，所述功分器的第二输出端耦接所述输入正交耦合器的第二端口，所述输入正交耦合器的第一端口接地，所述输入正交耦合器的第三端口通过第一平衡放大器耦接所述输出正交耦合器的第二端口，所述输入正交耦合器的第四端口通过第二平衡放大器耦接所述输出正交耦合器的第一端口，所述输出正交耦合器的第四端口提供射频输出信号RFout；

所述Doherty功率放大器包括主路功率放大器和辅路功率放大器，所述主路功率放大器和辅路功率放大器并联。

进一步地，还包括一个耦接在所述功分器的第二输出端与所述输入正交耦合器的第二端口之间的移相器。

进一步地，所述的Doherty功率放大器还包括分路正交耦合器，所述分路正交耦合器的第一端口接地，所述分路正交耦合器的第二端口耦接所述功分器的第一输出端，所述分路正交耦合器的第三端口通过所述主路功率放大器耦接所述输出正交耦合器的第三端口，所述分路正交耦合器的第四端口通过所述辅路功率放大器耦接所述输出正交耦合器的第三端口。