[发明专利]基于变压器的Doherty功率放大器

说明书

本发明公开了一种基于变压器的Doherty功率放大器，包括多个Doherty功率放大单元结构；各Doherty功率放大单元结构包括并联的主功率放大器和辅助功率放大器，主功率放大器的输出端和主输出变压器的初级线圈连接，辅助功率放大器的输出端和辅助输出变压器的初级线圈连接，同一Doherty功率放大单元结构的主输出变压器的次级线圈和辅助输出变压器的次级线圈串联连接形成单元串联变压器；一个以上的单元串联变压器相串联形成组串联变压器；两个以上的组串联变压器相并联形成串并联变压器输出结构，串并联变压器输出结构的输出端输出射频输出信号。本发明能提高Doherty功率放大器的饱和输出功率。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种基于变压器的多尔蒂(Doherty)功率放大器(PA)。

背景技术

如今的先进无线标准都采用了正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)的调制方式以增加数据率，但这种调制方式中，多个波复用时，初始相位相同的波容易叠加从而使瞬时功率增加，从而使峰均比(PAPR)非常大，较大的PAPR增加了功率放大器的动态范围，使PA的非线性变差。为了改善PAPR对PA的非线性的影响，通常采用功率回退(Power Back-off)法进行设置，功率回退法就是把功率放大器的输入功率从1dB压缩点向后回退6-10个分贝，1dB压缩点相当于功率放大器的线性区和非线性区的临界点，回退后功率放大器工作在远小于1dB压缩点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调系数。但是功率回退后，功率放大器在功率回退区间效率很低，进而降低了平均效率。

现有方法中，采用Doherty PA能提升一定功率回退区间的效率，进而提高平效率。Doherty PA采用有源负载调制技术，随着输入功率的变化动态地改变主功放和次功放输出端所看到的阻抗。

如图1所示，是现有Doherty PA的结构示意图，现有Doherty PA包括主(Main)功率放大器101和辅助(Aux.)功率放大器102。

主功率放大器101工作在AB类，辅助功率放大器102工作在C类。在主功率放大器101饱和之前，通常将辅助功率放大器102关闭，这时只有主功率放大器101工作；当主功率放大器101饱和时打开辅助功率放大器102，输出信号为主功率放大器101和辅助功率放大器102的输出信号的叠加信号。

射频输入信号RFIN输入到主功率放大器101的输入端，在主功率放大器101的输出端还连接有1/4波长线(λ/4line)103a，之后再实现射频输出信号RFOUT的输出，1/4波长线103a用于实现不同信号强度的阻抗变换。

在辅助功率放大器102的输入端连接有1/4波长线103b，用于实现主功率放大器101路径和辅助功率放大器102路径的相位匹配。

如图2所示，是图1所示结构的输入功率和输出功率的曲线，横坐标为归一化输入功率(Normalized Input Power)，纵坐标为归一化输出功率(Normalized Output Power)，曲线201为主功率放大器101对应的输入功率和输出功率的曲线，曲线202为辅助功率放大器102对应的输入功率和输出功率的曲线，曲线203为整个Doherty PA的输入功率和输出功率的曲线，曲线203为曲线201和202的叠加。可以看出，曲线201在输入功率增加时会饱和，线性变差；曲线201和曲线202相叠加后形成的曲线203的线性较好。