[发明专利]一种基于补偿寄生电容的宽带Doherty功率放大器

说明书

本发明提供一种基于补偿寄生电容的宽带Doherty功率放大器，包括等分威尔金森功分器、载波功率放大器支路、峰值功率放大器支路以及负载调制网络，其中，载波功率放大器支路包括依次串接的载波功率放大器输入匹配电路、载波功率放大器、载波功率放大器输出匹配电路，并在载波功率放大器输出端并联第一微带线Z₁；峰值功率放大器支路包括相位延迟线、峰值功率放大器输入匹配电路、峰值功率放大器以及峰值功率放大器输出匹配电路，并在峰值功率放大器输出端并联第二微带线Z₂。相对于现有技术，本发明通过在主辅支路晶体管的输出端分别加上一段短路微带线，从而抑制了寄生电容对于放大器的饱和效率和带宽所造成的影响，提高了Doherty功放的带宽性能和效率。

技术领域

本发明涉及射频通讯技术领域，尤其涉及一种拓宽工作带宽范围提高带宽性能的Doherty功率放大器。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展，射频微波技术在人们的日常生活中越来越重要。为了在有限的频谱带宽内传输尽可能大的数据量，通信商通常采用非常复杂的调制方式，而这会导致信号的峰均比(PAPR)变大，为确保满足可接受的线性度，高峰均比限制了功率放大器回退功率水平。如果采用传统的功率放大器，导致放大器效率非常低，特别是在大功率回退情况下。Doherty功率放大器采用负载牵引技术，能提高功率回退时的效率，加上其结构简单，容易实现功率回退时的高效率，另外Doherty功率放大器因能高效放大调制信号且成本较低而成为当今无线通信所采用功率放大器的主流形式，被广泛应用于基站中。一个典型的两路Doherty功率放大器包括主辅两个功率放大器，主辅功放输入端由功分器将信号一分为二分别输入，输出端通过一个负载调制网络将信号合路输出，根据输入信号的大小动态调制主辅功率放大器的有效负载阻抗，从而使Doherty功放在输出功率大幅度回退的情况下仍然具有很高的效率。

当前无线通信系统面临传输信息量暴增的挑战，而目前可用的频带资源堪忧，提高频带利用率的方式较为复杂不易实现，所以提高通信系统的频带宽度势在必行。

为了提高Doherty功率放大器的带宽范围，现有的主流方法有以下两种方法：(1)负载调制网络中通常采用四分之一波长线，而四分之一波长线本身带宽窄，使整个Doherty功率放大器的带宽受到严重的限制，因此，现有技术采用调节负载调制网络中四分之一波长线的方式通过改变阻抗变换比来拓展带宽；采用该方式，对于主功放而言，需要将其最佳阻抗匹配到高低功率输入时用户所需的输出阻抗值，而最优阻抗值并不是唯一的，由于四分之一波长线只能实现确定的阻抗变换，并不能实现对所有的最佳阻抗进行匹配，这样就不能实现宽带范围的阻抗调制，同样对于峰值放大器也一样，最佳阻抗有很多组解，仅通过四分之一波长线很难实现宽带的要求，这是限制Doherty功率放大器的带宽之一；(2)另外现有技术还可以通过减小峰值功放的补偿线对于带宽的限制作用进而增加带宽，也即，设计峰值功放时，要保证其在所要求的带宽内，从补偿线端口看进去的阻抗为无穷大，这样才能保证在低功率区时，主功放的回退效率以及主功放的输出功率不会泄露到峰值功放，而在实际对于整个频段，峰值功放的输出阻抗并不都是无穷大，只有在中心频率附近，其阻抗才接近无穷大，这样会导致主功放功率泄露，影响Doherty功率放大器整体性能，这是限制Doherty功放带宽的因素之一。

故针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种新方案，用于进一步提高Doherty的带宽性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于补偿寄生电容提高带宽性能的Doherty功率放大器，通过改进传统Doherty功率放大器的输出部分与输出匹配电路之间的电路结构，在晶体管输出端之后，输出匹配电路之前并联短路微带线，补偿晶体管自身的寄生电容对带宽的限制影响，提高Doherty功放的带宽性能。