[发明专利]一种具有谐波优化功能的双频Doherty功率放大器

权利要求书

1.一种具有谐波优化功能的双频Doherty功率放大器，其特征在于，包括：双频功率分配器网络、主功放双频输入匹配网络、辅功放双频输入匹配网络、主功放管、辅功放管、主功放双频偏置及谐波优化网络、辅功放双频偏置及谐波优化网络、主功放双频输出匹配网络、辅功放双频输出匹配网络、主功放双频补偿线、辅功放双频补偿线、双频阻抗变换网络；

所述双频功率分配器网络与主功放路径和辅功放路径相连，信号进入双频功率分配器网络完成功率分配后分别进入主、辅功放路径；所述主功放路径与辅功放路径用来放大输入的信号，输出端分别与双频阻抗变换网络的两个输入口相连，信号经过主、辅功放路径被放大后进入双频阻抗变换网络；所述双频阻抗变换网络一方面能够为主、辅功放路径提供负载，另一方面可以提供信号合并通道，最终将功率合并输出至负载端；

所述主功放路径包括依次串联的主功放双频输入匹配网络、主功放管、主功放双频偏置及谐波优化网络、主功放双频输出匹配网络、主功放双频补偿线；所述辅功放路径包括依次串联的辅功放双频输入匹配网络、辅功放管、辅功放双频偏置及谐波优化网络、辅功放双频输出匹配网络、辅功放双频补偿线；

所述双频阻抗变换网络由两个“T形”网络组成，其中第一个“T形”网络在频率f1和频率f2上等效于特征阻抗35欧姆，电长度90°的单频线，其中第二个“T形”网络在频率f1和频率f2上等效于特征阻抗50欧姆，电长度90°的单频线，其中，双频阻抗变换网络包括如下设计方法：

步骤1：选取两个工作频率f1和f2，所述频率f1小于频率f2；

步骤2：设计一个“倒F形”网络结构，包括四根微带线TL1、TL2、TL3、TL5，其中，TL1的一端连接供电电压，另一端连接TL2和TL3；TL2的一端连接TL1和TL3，另一端悬空；TL3一端连接TL1和TL2，另一端连接TL5；TL5一端连接TL3，另一端悬空；

步骤3：设计微带线TL5的电长度，使其在第一个工作频率f1的二次谐波频率即2f1上等于90°，可以满足当工作在第一个频率f1的时候，TL3和TL5连接点的阻抗在二次谐波频率2f1上趋于短路；

步骤4：设计TL1、TL2、TL3的阻抗和长度及TL5的阻抗，使TL3和TL5连接点的阻抗满足下述条件：

条件1.当工作在第一个频率f1的时候，在f1频率上趋于开路；

条件2.当工作在第二个频率f2的时候，在f2频率上趋于开路，在2倍f2频率上趋于短路；

步骤5：设计一个微带线TL4，连接功放管和所述的TL3和TL5的连接点。

2.根据权利要求1所述的一种具有谐波优化功能的双频Doherty功率放大器，其特征在于，所述双频功率分配器网络是由“井字型”微带功率分配器进行双频拓展得到。

3.根据权利要求1所述的一种具有谐波优化功能的双频Doherty功率放大器，其特征在于，所述主功放双频输入匹配网络和主功放双频输出匹配网络均使用“π型”结构实现。

4.根据权利要求1所述的一种具有谐波优化功能的双频Doherty功率放大器，其特征在于，所述主功放双频补偿线和辅功放双频补偿线均使用“上字型”结构实现。

5.根据权利要求1所述的一种具有谐波优化功能的双频Doherty功率放大器，其特征在于，所述主功放管和辅功放管相同。

6.根据权利要求1所述的一种具有谐波优化功能的双频Doherty功率放大器，其特征在于，所述双频偏置及谐波优化网络包括五根微带线TL1、TL2、TL3、TL4、TL5，其中四根微带线TL1、TL2、TL3、TL5组成一个“倒F形”网络，所述TL4一端连接功放管，另一端同时连接TL3、TL5的连接点和后续匹配电路，信号从功放管输出经过TL4后进入后续网络。