[实用新型]一种基于扩展连续B/J类功放模式的Doherty功率放大器

说明书

本实用新型提供一种基于扩展连续B/J类功放模式的Doherty功率放大器，包括等分威尔金森功分器、载波功率放大电路、峰值功率放大电路和负载调制网络，载波功率放大电路采用扩展连续B/J类模式功率放大器，峰值功率放大电路采用C类功率放大器；载波输出匹配网络包括第一传输线TL_C1、第二传输线TL_C2、第三传输线TL_F1、第四传输线TL_F2、第五传输线TL_F3、第六传输线TL_F4和第七传输线TL_F5。相对于现有技术，本实用新型利用扩展连续B/J类模式功率放大器的效率提高和带宽扩展能力为Doherty载波功放提供足够高的效率和带宽，峰值功放采用普通的C类功放模式提供足够的输出功率。按照扩展连续B/J类模式功率放大器的理论，可在保持一定效率前提下，将二次谐波阻抗扩展到包含实部和虚部的复阻抗值。因此，通过载波输出匹配电路很好的将二次谐波阻抗匹配至合适的阻抗范围，可在很大的频率范围内实现功放的高效率，极大提高了Doherty功放的效率和工作带宽。

技术领域

本实用新型涉及射频通讯技术领域，尤其涉及一种基于扩展连续B/J类功放模式的Doherty功率放大器。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展以及人们对于通信质量要求的逐步增加，整个通信系统正在面临快速革新的状态。而系统的硬件升级和创新对于通信质量的提高起着至关重要的作用。在当下发展的热点中，一方面，为了响应国家对于节能减排的号召，对硬件系统的能耗提出了进一步的限制。另外一方面，由于目前传输的通信信号横跨的频带范围很宽，为了尽量覆盖通信系统所涵盖的所有信号，对通信系统的带宽也提出了较高的要求。而功率放大器，作为发射机中的末级模块，它的主要作用是对前级输出的信号进行功率放大，然后将放大后的信号送给天线进行发射。其不仅是整个射频系统中功耗最大的部件，也是限制系统带宽的主要模块之一。因此效率和工作带宽是功率放大器设计时首先要考虑的重要指标。这主要体现在这样以下两个方面： (1)功率放大器的带宽。就拿目前还在使用中的4G通信而言，移动、电信和联通三家运营商横跨的频带范围为1.7-2.7GHz，以及正在投入使用的5G通信频段，三家运营商横跨的范围更是在3.3-4.8GHz。因此，从目前移动通信系统的发展趋势而言，系统对功率放大器的工作带宽提出了更高的要求。(2) 功率放大器的效率。由于功率放大器是整个射频发射单元的最后一级，消耗最多的能量，所以就要求功率放大器的效率要尽可能的高。由于现代通信系统都以调制信号为主要的传输手段，被放大的信号一般具有较高的峰均比，这就要求功率放大器不仅要在输出大功率的情况下保持高效率，也要求在功率回退的情况下也有很高的效率。但是随着功率的回退，效率会大大的降低，为了提高低功率时的效率，目前已经有了多种技术，如开关模式功率放大器、包络消除和恢复技术包络跟踪技术，非线性元件实现放大技术以及Doherty技术等。

Doherty技术易于实现，在高峰均比信号传输的要求下，对于实现宽带高效率功率放大器是个不错的选择。但传统Doherty功率放大器载波功放偏置为 AB类工作模式，峰值功放偏置在C类工作模式，由于采用传统AB类和C类功放，造成Doherty功放的最大饱和效率和回退效率无法进一步提升并且带宽也较窄。同时Doherty功率放大器里的载波功率放大器和峰值功率放大器都是只考虑到基波匹配并没有考虑到谐波控制对效率的影响，尽管目前谐波技术已经被应用到Doherty功放的设计中，但是谐波技术中的窄带效应并没有得到克服。因此，目前Doherty功放的研究重点是如何在提升功率放大器饱和效率和回退效率的前提下拓展功放的带宽，这是Doherty功率放大器当下发展中一个需要亟待解决的问题。

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。

实用新型内容