[实用新型]一种四阶双平衡式功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率放大器设计技术领域，特别是一种四阶双平衡式功率放大器。

背景技术

近年来，社会信息化、传输网络化、内容多样化、终端移动化、运营商业化的不断发展，促进了高速移动通信系统和宽带多媒体广播系统的快速更替与发展。随着无线传输信号带宽的不断增大，无线信道固有的频率选择性衰落和窄带干扰成为影响无线传输效果的主要因素。

在采用OFDM调制方式的系统中，其PAPR高于目前其它移动通信系统（PAPR超过12dB的概率可达1%），而目前较为成熟的二阶和三阶Doherty功放的峰值效率范围仅分别为6dB和9dB，不能满足要求。

传统二阶Doherty功放电路结构，如图1所示。传统Doherty功率放大器结构由2个功放组成：一个主功放，一个辅助功放，主功放工作在B类或者AB类，辅助功放工作在C类。两个功放不是轮流工作，而是主功放一直工作，辅助功放到设定的峰值才工作（这个功放也叫做peak amplifier）。主功放后面的90°四分之一波长线是阻抗变换，目的是在辅助功放工作时，起到将主功放的视在阻抗减小的作用，保证辅助功放工作的时候和后面的电路组成的有源负载阻抗变低，这样主功放输出电流就变大。由于主功放后面有了四分之一波长线，为了使两个功放输出同相，在辅助功放前面也需要90°相移。

传统的三路Doherty电路如图2所示，理论上该电路在一定的功率回退范围内有3个效率峰值点，但其存在的问题是：当输出功率达到一定水平时，主功放的负载调制作用中断而处于深度饱和状态，从而引起严重的线性问题。同时，当所选器件功率比为1:1:1时，第一个效率峰值点出现的位置同两路对称Doherty一样，在回退6dB处时，该结构并不能拓宽高效率的范围，只是在回退6dB的范围内进一步改善效率。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种四阶双平衡式功率放大器，该功率放大器有利于提高功放效率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种四阶双平衡式功率放大器，所述功率放大器为四阶结构，功放输入端与第一功分器的输入端相连接，所述第一功分器的输出一路接至第二功分器的输入端，另一路接至第三功分器的输入端；

所述第二功分器的输出一路依次串接90°相位变换电路、主功放和阻抗变换电路Z₀₁，另一路依次串接第一从功放、阻抗变换电路Z₀₂和阻抗变换电路Z₀₃，而后两路汇合，经阻抗变换电路Z₀接至功放输出端；

所述第三功分器的输出一路依次串接另一90°相位变换电路和第二从功放，而后接至所述阻抗变换电路Z₀₂和阻抗变换电路Z₀₃之间；所述第三功分器的输出另一路依次串接180°相位变换电路和第三从功放，而后接至所述阻抗变换电路Z₀前，以经所述阻抗变换电路Z₀接至功放输出端。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：

1、在输入端可以用3个90度的3dB电桥进行设计，缩小电路面积；

2、进一步提高效率，可以在功率回退12dB时，效率首先达到峰值，并且有4个效率峰值点，不管在低功率还是在高功率时，跟三路相比，都能进一步提高效率；

3、现在的大功率管子通常都是对管结构，因此用三路结构不方便设计，而采用四路结构，用两个对管就能方便设计。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1是现有技术中二阶Doherty功放电路结构图。

图2是现有技术中三路Doherty功放电路结构图。

图3是本实用新型实施例的电路结构图。

图4是本实用新型实施例效率与输出功率关系图。

具体实施方式

本实用新型四阶双平衡式功率放大器，如图3所示，所述功率放大器为四阶结构，功放输入端与第一功分器的输入端相连接，所述第一功分器的输出一路接至第二功分器的输入端，另一路接至第三功分器的输入端；

所述第二功分器的输出一路依次串接90°相位变换电路、主功放和阻抗变换电路Z₀₁，另一路依次串接第一从功放、阻抗变换电路Z₀₂和阻抗变换电路Z₀₃，而后两路汇合，经阻抗变换电路Z₀接至功放输出端；