[发明专利]高效率高回退的Doherty功率放大器及其设计方法

摘要

本发明公开了高效率高回退的Doherty功率放大器及其设计方法。传统Doherty功率放大器回退范围只有6dB。本发明高效率高回退的Doherty功率放大器，包括功分器、载波功率放大电路、峰值功率放大电路、负载调制网络和输出电阻。负载调制网络包括第一微带线、第二微带线和第三微带线。所述第一微带线的一端接载波输出匹配网络的负载端，另一端接第二微带线及第三微带线的一端。第三微带线的另一端接地。第二微带线的另一端与峰值输出匹配网络的负载端相连，并接输出电阻的一端。本发明用微带线代替了集总元器件，避免了集总元器件对效率和带宽的影响，从而提高了效率，拓展了带宽。

主权项

1.高效率高回退的Doherty功率放大器，包括功分器、载波功率放大电路、峰值功率放大电路、负载调制网络和输出电阻；其特征在于：所述的载波功率放大电路包括载波输入匹配网络、载波放大器和载波输出匹配网络；所述载波输入匹配网络的输入端接功分器的第一输出端，输出端接载波放大器的输入端；载波放大器的输出端接载波输出匹配网络的输入端；所述的峰值功率放大电路包括峰值输入匹配网络、峰值放大器、峰值输出匹配网络和相位补偿线；所述相位补偿线的一端接功分器的第二输出端，另一端接峰值输入匹配网络的输入端；峰值输入匹配网络的输出端接峰值放大器的输入端；峰值放大器的输出端接峰值输出匹配网络的输入端；所述的负载调制网络包括第一微带线、第二微带线和第三微带线；所述第一微带线的一端接载波输出匹配网络的负载端，另一端接第二微带线及第三微带线的一端；第三微带线的另一端接地；第二微带线的另一端与峰值输出匹配网络的负载端相连，并接输出电阻的一端；第一微带线的电长度θ1′、第二微带线的电长度θ2′、第三微带线的电长度θ3′依次取特征二维数组的一组元素内的三个元素；第一微带线的特征阻抗Zc1、第二微带线的特征阻抗Zc2、第三微带线的特征阻抗Zc3同时满足以下六条表达式：Z3＝jZC3tanθ3jXL,m＝jZc3tanθ3jXL,p＝jZc2tanθ2其中，j为虚数符号；Z_H的取值为50Ω；Z_C的取值为150Ω；C_out,m为载波放大器的输出端寄生电容值；w＝2πf；f为需要放大的信号的中心频率；C_out,p为峰值放大器的输出端寄生电容值；Z₁、Z₂及Z₃均为中间变量；θ₁、θ₂、θ₃均为待求解；联立以上六条表达式，在Zc1、Zc2、Zc3确定且的情况下，θ1、θ2、θ3无解或仅有一组解；若Zc1、Zc2、Zc3均为50～150Ω中的一个整数值，且θ1、θ2、θ3有解，则解出的θ1、θ2、θ3依次为特征二维数组一组元素内的三个元素；特征二维数组为Zc1、Zc2、Zc3分别依次取为50～150Ω中所有整数值，对应的各组θ1、θ2、θ3的集合。