[发明专利]基于相位可调的宽回退范围Doherty功率放大器

说明书

本发明公开了一种基于相位可调的宽回退范围Doherty功率放大器，所述的Doherty功率放大器电路由威尔金森功分器、相位可调差分移相器、主放大器、辅助放大器和后匹配网络五部分构成。本发明通过采用可调差分移相器的结构，可以在不同频率与不同输入功率情况下对主、辅放大器的输入相位进行灵活调控，从而提高功率放大器在宽回退区域内的性能。其中，主、辅放大器分别处于AB类和C类工作状态，通过输出匹配网络与后匹配网络的设计，实现了Doherty功率放大器宽回退范围的特性。本发明的Doherty功率放大器具有宽功率回退范围、高效率的特点，同时其结构简单、可调方式便捷，适用于下一代移动通信系统。

技术领域

本发明涉及功率放大器技术领域，尤其是面向第五代移动通信的一种基于相位可调的宽回退范围Doherty功率放大器。

背景技术

随着第五代移动网络(5G)的发展，其超高速率、高可靠性、海量连接等特性对无线通信系统中的各个设备提出了更高的性能要求。为了提高数据传输速率和信道容量，系统应该工作在更高的频率并具有更宽的信号带宽；同时，随着调制技术的复杂化，5G信号的峰均功率比将进一步增加；此外，未来5G基站的数量将呈爆炸性增长，能量耗散的问题将更加严重。作为发射机的重要组成部分，功率放大器的性能直接影响系统的通信距离、信号质量、功耗等关键指标，因此，面向新一代移动通信应用的功率放大器需要在更高的频段运行、具有较宽的工作带宽和功率回退范围，同时还能保持卓越的效率和线性度。

Doherty功率放大器因其出色的输出功率回退性能与设计结构简单等优势被广泛应用于通信系统中的基站功率放大。Doherty功率放大器通过辅助功放的有源负载调制效应使主放大器提前达到饱和，从而实现较高的功率回退效率。受到晶体管相位特性随偏置电压改变和匹配网络群延时不理想的影响，主放大器和辅助放大器的输出端相位在不同频率和不同输入功率情况下的变化不同，导致结合点处的电流相位失配从而影响功率放大器的性能。传统Doherty功率放大器采用一段微带传输线进行补偿，仅能实现单一频率单一功率点的相位补偿，仍不能改善其他情况下的性能。

发明内容

针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种基于相位可调的宽回退范围Doherty功率放大器，包括：

威尔金森功分器；所述威尔金森功分器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和第二输出端的输出功率分配比为一比一；

相位可调差分移相器；所述相位可调差分移相器包括主移相单元和辅助移相单元，所述主移相单元的输入端与所述第一输出端连接，所述辅助移相单元的输入端与所述第二输出端连接；

主放大器；所述主放大器的输入端与所述主移相单元的输出端连接，所述主放大器工作在AB类工作状态；

辅助放大器；所述辅助放大器的输入端与所述辅助移相单元的输出端连接，所述辅助放大器工作在C类工作状态；

后匹配网络；所述后匹配网络的第一输入端与所述主放大器的输出端连接，所述后匹配网络的第二输入端与所述辅助放大器的输出端连接。

进一步地，所述主移相单元和所述辅助移相单元具有相同的电路结构。

进一步地，所述主移相单元包括第一微带耦合线、第二微带耦合线、第三微带耦合线、第四微带耦合线、第一变容二极管和第二变容二极管；

所述第一微带耦合线、第二微带耦合线、第三微带耦合线、第四微带耦合线依序连接；

所述第一微带耦合线和所述第三微带耦合线沿水平方向放置，所述第二微带耦合线和所述第四微带耦合线沿垂直方向放置；

所述第一微带耦合线的直通端连接所述第二微带耦合线的左下端口；所述第一微带耦合线的耦合端加载第一变容二极管接地；

所述第二微带耦合线的上端两线短路连接，所述第二微带耦合线的右下端口连接所述第三微带耦合线的左上端口；