[发明专利]一种Doherty功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种Doherty功率放大器。

背景技术

随着节能减排日益受到重视，通信运营商对于无线通信系统的功耗降低要求也越来越高。功率放大器作为无线通信发射系统中的末级单元，自身的功率消耗对于整个通信系统效率指标的影响巨大。并且线性功放在基站中的成本比例约占1/3，如何有效低成本的解决功放的线性化问题显得尤为重要。

此外，随着移动通信技术的迅猛发展，移动通信所传输的信息量越来越大，对于无线通信收发系统的性能提出了更高的要求。由于当前移动通信系统的信号峰均比相对更大，功放在放大此类高峰均比信号时，必须工作在比饱和功率较低的功率点，带来效率的急剧下降。也就是说，为了给用户提供高速数据业务，通信系统使用高阶调制方式，信号具有高的峰均比，为了满足输出信号的线性指标，功放输出需要大量回退，导致效率很低，不利于节能。

Doherty多赫蒂功率放大器是目前商用移动通信基站中较为广泛应用的放大器，多赫蒂功率技术是一种有效的节能技术。该技术与主流的线性化技术相结合，在解决功放输出信号线性指标的同时，可以使功放保持较高的效率。通用的多赫蒂功率放大器包括功率分配器、主路放大器、辅路放大器和合路器。

但是，当前的多赫蒂功率放大器也存在不同的问题，包括：难以确定多路非对称多赫蒂功率放大主管与峰值管各种组合方式来发挥性能所需的输入功率分配比；功率放大器结构复杂，成本较高，稳定性不高，兼容性差，集成度低。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的多赫蒂功率放大器。

本发明提供一种Doherty功率放大器，包括：不等分功分器、末级载波放大器、末级峰值放大器、1/4波长线和1/4波长阻抗变换器；其中，所述不等分功分器的输出端连接所述末级载波放大器，所述不等分功分器的耦合端连接所述末级峰值放大器；其中，所述末级峰值放大器的输出端连接所述1/4波长线的输入端，所述1/4波长线的输出端与末级载波放大器输出端合路到所述1/4波长阻抗变换器。

其中，所述不等分功分器为2dB电桥，功率负载采用5W负载；所述不等分功分器的隔离端经由吸收负载接地。

其中，所述末级载波放大器与所述末级峰值放大器是集成为所述末级载波放大器增益高于所述末级峰值放大器增益4dB、饱和功率比为1:1.4的对管。

其中，所述末级载波放大器工作在AB类状态，所述末级峰值放大器工作在C类状态。

其中，所述末级载波放大器与所述末级峰值放大器通过offset线补偿相位差异。

其中，Doherty功率放大器还包括：数字增益补偿系统、前级增益放大器和驱动级放大器；其中，有用信号输入到所述数字增益补偿系统，所述数字增益补偿系统输出端接所述前级增益放大器，所述前级增益放大器通过匹配网络连接到所述驱动级放大器的输入端，所述驱动级放大器的输出端通过匹配网路连接到所述不等分功分器的输入端。

其中，所述1/4波长线输入端通过隔直电容与峰值放大器的输出匹配网路连接，距离隔直电容1.5mm处1/4波长线上与地并联一颗ATC600F系列高Q微波电容进行匹配。

其中，所述末级载波放大器输出端匹配网络与所述合路点之间通过隔直电容直接连接。

其中，所述1/4波长阻抗变换器为35欧姆1/4波长阻抗变换器。

其中，所述不等分功分器的输出端通过匹配网络连接所述末级载波放大器，所述不等分功分器的耦合端通过匹配网络连接所述末级峰值放大器，所述末级峰值放大器的输出端通过匹配网络连接所述1/4波长线的输入端。

由上述技术方案可知，本发明实现简单，由于采用了非对称型Doherty设计，所以拥有更宽的动态范围；在更多功率回退情况下，依然能保持比较高的效率。同时本方采用倒置型Doherty，可以获得更平滑的AM-AM,AM-PM曲线，使相位从小信号到P1dB以及P3dB的相位失真在5度以内，因此功放在与数字预失真配合时，更容易被算法模型拟合，ACLR指标有更大的改善。所以，与传统的Doherty和非对称Doherty相比，在保证高效率工作的同时功放的线性度得以更好的改善。

进一步，相对传统Doherty放大器设计，由于1/4波长线放在峰值放大器的输出端，可使载波放大器的输出端offset线变短，峰值放大器后面的1/4波长线同样可以使峰值放大器在小信号时保证开路状态，从而减少PCB的尺寸，降低产品成本。

附图说明

图1为根据本发明实施例的Doherty功率放大器示意图；