[发明专利]一种连续逆F类和J类混合的宽带Doherty功率放大器

说明书

本发明提供一种连续逆F类和J类混合的宽带Doherty功率放大器，包括宽带威尔金森功分器、相位补偿线、载波功率放大电路、峰值功率放大电路和宽带后匹配电路。载波功率放大电路中包括载波宽带输入匹配电路、载波放大器晶体管和阻抗变换器；峰值功率放大电路中包括峰值宽带输入匹配电路、峰值放大器晶体管、峰值谐波控制/抑制网络、峰值基波调谐网络和反向相位补偿线；宽带后匹配电路中包括载波谐波控制网络和后匹配调谐网络。载波放大器在饱和输入功率时工作在连续逆F类模式，在输入功率回退6dB时工作在J类模式，峰值放大器在饱和输入功率时工作在连续逆F类模式，在输入功率回退6dB时不工作。

技术领域

本发明涉及射频通讯技术领域，尤其涉及一种连续逆F类和J类混合的宽带Doherty功率放大器及其设计方法。

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，而使用传统的功率放大器如A类、AB类对非恒包络信号进行放大效率很低，尤其是在大功率回退的时候。兼顾高效率和高线性度的射频功率放大器成为学术界和工业界的研究热点之一。Doherty功率放大器因能高效放大器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。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。

但随着通信技术的快速发展，调制方式也越加地复杂，传统Doherty功率放大器的带宽已经不能满足当今无线通信系统的要求，因此，急需研制出新型宽带高效率的Doherty功率放大器以满足当前及未来无线通信系统高传输数率的要求。宽带高效率的Doherty功放也理所当然的成为了学术界和工业界研究的热点。

为了提高Doherty功率放大器的带宽，通常会减小四分之一波长线的阻抗变换比来减小它的品质因数，但是其主要是针对基波阻抗，这样做带来的问题便是一段频带的边缘比中心频率的性能差很多。

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，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种连续逆F类和J类混合的宽带Doherty功率放大器及其设计方法，通过改进传统Doherty功率放大器的结构和工作模式，使载波放大器在饱和输入功率时工作在连续逆F类模式，在输入功率回退6dB时工作在J类模式；峰值放大器在饱和输入功率时工作在连续逆F类模式，在输入功率回退6dB时不工作，提高了传统Doherty功率放大器的效率和带宽。

为了克服现有技术的缺陷，本发明采用以下技术方案：

一种连续逆F类和J类混合的宽带Doherty功率放大器，其特征在于，包括宽带威尔金森功分器、相位补偿线、载波功率放大电路、峰值功率放大电路和宽带后匹配电路，其中，

宽带威尔金森功分器用于将输入功率进行分配，经过相位补偿后分别输出给载波功率放大电路和峰值功率放大电路，载波功率放大电路的输出端与峰值功率放大电路的输出端相连接至宽带后匹配电路，宽带后匹配电路输出至终端负载。

所述载波功率放大电路包括依次串接的载波宽带输入匹配电路、载波放大器晶体管和阻抗变换器；所述峰值功率放大电路包括依次串接的峰值宽带输入匹配电路、峰值放大器晶体管、峰值谐波控制/抑制网络、峰值基波调谐网络和反向相位补偿线；所述宽带后匹配电路包括依次串接的载波谐波控制网络和后匹配调谐网络。

所述载波放大器晶体管和峰值放大器晶体管还设有偏置电路。