[发明专利]一种多路非对称Doherty放大器

说明书

技术领域

本发明属于基站功率放大器技术领域，具体涉及一种用于多载波基站系统中的多路非对称Doherty放大器结构。

背景技术

射频功率放大器是无线通信基站系统的关键部件，基站系统的能耗大部分都由射频功率放大器消耗，随着人类对绿色环保的重视，无线通信领域对射频功率放大器的效率要求越来越高。

Doherty放大器是在目前的无线通信系统中应用最为广泛的一种高效率技术，传统Doherty放大器电路的原理如附图1所示，由输入功分器1、载波放大器3、峰值放大器4.功率合成/阻抗变换网络电路5组成，输入功分器1与负载2连接。在小信号电平输入时，峰值放大器4处于关闭状态，载波放大器3的输出被功率合成/阻抗变换网络电路5牵引到了一定的负载，使得载波放大器3工作在高效率状态，随着输入信号电平的提高，峰值放大器4由关闭状态逐渐开启，载波放大器3以及峰值放大器4的输出负载随着输出功率的变化而变化，当输入信号电平达到最大值时，载波放大器3和峰值放大器4都达到了饱和状态而工作在高效率状态。

目前传统的Doherty放大器电路在信号峰均比为5～7dB的情况下可达到最好效率在50％左右，应用到射频功率放大器整机中后，效率最高也只能做到43％左右，很难进一步提高，然而随着无线宽带网络的进一步发展，信号的带宽要求越来越宽，信号峰均比也越来越高，要求功放效率也越来越高。因此如何进一步有效提高射频功率放大器的效率特别是在高峰均比条件下的效率是射频功率放大器领域的一个值得深入研究的课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种多路非对称Doherty放大器，在高峰均比回退的情况下能够提高效率。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种多路非对称Doherty放大器，其特征在于：它包括多路功率分配网络电路、1个载波放大器、至少2个峰值放大器、以及输出功率合成及阻抗变换网络电路；载波放大器和峰值放大器的输入端分别与所述多路功率分配网络电路连接，载波放大器和峰值放大器的输出端分别与所述输出功率合成及阻抗变换网络电路连接；

所述至少2个峰值放大器中，第一峰值放大器的功率是所述载波放大器的功率的0.7～1.3倍，其余峰值放大器的功率逐级翻倍，且翻倍系数为1.5～2.5，定义所述载波放大器的功率为P_c，所述峰值放大器的功率逐级为P_p1、P_p2...P_p(n-1)、P_pn，则P_p1＝(0.7～1.3)P_c、P_p2＝(1.5～2.5)P_p1、…、P_pn＝(1.5～2.5)P_p(n-1)，其中n为峰值放大器个数。

按上述方案，所述多路功率分配网络电路由混合耦合器、微带线功分器、带状线功分器、同轴电缆功分器中的一种或几种元件构成，用于将输入信号分配成至少三路功率。

按上述方案，所述功率合成及阻抗变换网络电路由分离式的耦合、微带线、带状线、同轴电缆、微波电容中的一种或几种构成，用于将所有峰值放大器和载波放大器输出的射频信号进行功率合成及阻抗变换后输出。

按上述方案，所述的每个载波放大器和峰值放大器前分别串联一个延时移相调幅网络电路，用于引入群时延、插入相位和插入损耗，使得放大路径在所述工作频带内的群时延、插入相位、以及增益参数特征一致。

按上述方案，所述的延时移相调幅网络电路包括微带线、带状线、表面安装元件、同轴电缆中的至少之一的元件。

按上述方案，本放大器由独立元件构成，或由多颗放大管管芯及相应的辅助元件采用半导体制作工艺集成在单芯片中构成单芯片集成电路。

本发明的工作原理是射频放大器电路的设计采用了至少三路的非对称的拓扑结构。在输入端输入一个高峰均比的信号，在输入信号为均值及均值以下信号时，峰值放大器处于关闭状态，载波放大器的输出被功率合成及阻抗变换网络电路牵引到了一定的负载，使得载波放大器工作在高效率状态；随着输入信号电平的提高，峰值放大器由关闭状态逐渐开启，载波放大器以及峰值放大器的输出负载随着输出功率的变化而变化；当输入信号电平达到最大峰值时，载波放大器峰值放大器都达到了饱和状态而工作在高效率状态。

本发明的有益效果为：