[发明专利]一种宽带Doherty功率放大器的图解设计方法

说明书

本发明涉及信息技术领域，公开了一种宽带Doherty功率放大器的图解设计方法。将Doherty功放工作需要的两路输出匹配网络(也可以称作负载调制网络(Load modulation network，LMN))分为晶体管的等效封装寄生参数网络(Equivalent Parasitic Network，EPN)与一个“黑盒子”两部分。其中晶体管的EPN通过de‑embedding技术构建完成，即只要完成“黑盒子”的结构内容构建就能实现Doherty功放的设计。此方法通过史密斯圆图观察反射系数轨迹从而进行电路的匹配，从电流源端面向负载端直观的构建Doherty两路功放的输出匹配网络，规避了进行Doherty功率放大器设计时需要大量的理论分析以及公式推导求解电路参数等问题，减小了Doherty功率放大器的设计难度，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种宽带Doherty功率放大器的图解设计方法。

背景技术

传统Doherty架构由于晶体管的寄生封装参数、四分之波长线的窄工作带宽、峰值路功率放大器的输出阻抗为无穷的要求等多种因素都很大的限制了传统的Doherty功率放大器架构的工作带宽。于是很多学者通过改变传统Doherty功率放大器的负载调制网络、设计阻抗补偿网络、利用合成点复数阻抗等等方法拓展了传统Doherty的工作带宽。

但是在这些Doherty功率放大器的设计过程中，不可避免地存在大量的理论分析以及公式推导求解电路参数等问题。使得在Doherty功率放大器的设计难度加大，工作量变多。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种宽带Doherty功率放大器的图解设计方法，通过史密斯圆图观察反射系数轨迹从而选择合适的微带线进行电路的匹配，从电流源端面向负载端直观的构建Doherty两路功放的输出匹配网络，规避了进行Doherty功率放大器设计时需要大量的理论分析以及公式推导求解电路参数等问题，减小了Doherty功率放大器的设计难度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种宽带Doherty功率放大器的图解设计方法，包括如下步骤：

取第一晶体管，获得负载端的反射系数在史密斯圆图的轨迹，将反射系数轨迹移动到史密斯圆图实轴，在Doherty功放饱和工作状态时的工作条件下使回退状态阻抗匹配，获得载波功放的负载调制网络；

取与第一晶体管相同的第二晶体管，获得负载端的反射系数在史密斯圆图的轨迹，将反射系数轨迹移动到史密斯圆图实轴，调节峰值功放的输出阻抗，使输出端口的反射系数轨迹向中心频点收敛，获得峰值功放的负载调制网络；

设计一个宽带后匹配网络，将载波功放、峰值功放的负载调制网络与后匹配网络连接，构成宽带Doherty的整个输出网络。

进一步的，所述载波功放的负载调制网络的构建包括：

步骤S1、计算给定第一晶体管的最佳阻抗Ropt，并求出所述第一晶体管的等效封装参数EPN；将所述第一晶体管的最佳阻抗Ropt与求解得到的等效封装参数EPN级联，构建Doherty功放饱和工作状态时的网络结构，得到负载端的反射系数在史密斯圆图的轨迹；

步骤S2、EPN网络后连接微带线TL1使反射系数轨迹移动到史密斯圆图实轴，并获得负载端的端口输入阻抗Zin；

步骤S3、根据所述输入阻抗Zin设置负载阻抗RL，使在中心频点满足最佳阻抗Ropt到2*RL的匹配；

步骤S4、TL1后添加特性阻抗为2*RL的微带线TL2，使载波功放的负载调制网络的相位达到90°，获得载波功放的负载调制网络。

进一步的，所述峰值功放的负载调制网络的构建包括：