[发明专利]基于T型网络和耦合线的双频同步式功放及其设计方法

权利要求书

1.一种基于T型网络和耦合线的双频同步式功放，其特征在于，所述基于T型网络和耦合线的双频同步式功放具有双路或者多路双频Doherty功放，包括两种结构：一种是一个双频主功放和一个双频辅助功放连接至双频双路功分器加90°相位差输出的功分器模块；双频定向耦合器或双频双路功分器加90°相位差输出的功分器模块与输入端连接，双频主功放和双频辅助功放分别与主双频延迟线和辅双频延迟线连接，主双频延迟线与第一段双频四分之一波长传输线连接，第一段双频四分之一波长传输线与辅双频延迟线和第二双频四分之一波长传输线连接在一起，第二段双频四分之一波长传输线为输出端；双频双路功分器加90°相位差输出的功分器模块为输入端；另一种是一个双频主功放和第一双频辅助功放至第N双频辅助功放与一个包括双频双路功分器加90°相位差输出的功分器模块连接；双频主功放与主双频延迟线连接，主双频延迟线与第一段双频四分之一波长传输线连接，第一双频辅助功放至第N双频辅助功放对应地与第一双频延迟线至第N双频延迟线连接，然后第一双频延迟线至第N双频延迟线公共节点再与第一段双频四分之一波长传输线和第二段双频四分之一波长传输线连接在一起，第二段双频四分之一波长传输线连接。

2.根据权利要求1所述基于T型网络和耦合线的双频同步式功放，其特征在于，所述N为1-20个。

3.根据权利要求1所述基于T型网络和耦合线的双频同步式功放，其特征在于，所述双频主功放和双频辅功放均能够同时工作在两个不同频段，并能同时处理不同频率的两个信号。

4.根据权利要求1所述基于T型网络和耦合线的双频同步式功放，其特征在于，所述第一段双频四分之一波长传输线特性阻抗为50Ω，第二段双频四分之一波长传输线特性阻抗为35Ω。

5.根据权利要求1所述基于T型网络和耦合线的双频同步式功放，其特征在于，所述基于T型网络和耦合线，能够实现双频工作的四分之一波长传输线和双频工作的延迟线；T型网络由双频四分之一波长传输线组成 ，包括(a)为双频定向耦合器，(b)为双频Wilkinson功分器，并串联在信号传输路上；其中，(a)为双频定向耦合器由四段双频四分之一波长传输线组成，其中上下两段双频四分之一波长传输线传输线具有 Ω的特性阻抗，左右两段双频四分之一波长传输线具有50Ω的特性阻抗上段两端连接输入、输出端口；左右两段分别与上下两段连接，四段双频四分之一波长传输线组成一个回路；(b)为双频Wilkinson功分器，由三段双频四分之一波长传输线组成，其中，由两个双频四分之一波长传输线和一个100Ω电阻构成，两个双频四分之一波长传输线具有等效Ω的特性阻抗和一个50Ω的特性阻抗的四分之一波长传输线等效电长度；所述耦合线为单节耦合线或两节耦合线。

6.根据权利要求1所述基于T型网络和耦合线的双频同步式功放，其特征在于，所述双频四分之一波长传输线或者双频延迟线为单节耦合线、双节耦合线、带短路分支线的T型网络或者带开路分支线的T型网络。

7.根据权利要求1所述基于T型网络和耦合线的双频同步式功放，其特征在于，所述双频功分器加90°相位差输出模块由双频定向耦合器，或者双频威尔金森功分器加双频四分之一波长传输线实现；双频定向耦合器和双频威尔金森功分器是由双频四分之一波长传输线构成。

8.一种基于T型网络和耦合线的双频同步式功放的设计方法，其特征在于，具体实施方案如下：

1）设计双频Doherty功放结构；

2）设计双频四分之一波长传输线；

3）设计双频延迟线；

4）设计双频定向耦合器或者双频Wilkinson功分器；

5）设计单路双频功放，其中包括设计双频负载网络和设计双频输入匹配网络；

6）综合各个双频原件组成双频Doherty功放；

7）调节各部分参数达到Doherty功放的工作性能；

8）仿真测量双频Doherty功放的性能。

9.根据权利要求8所述基于T型网络和耦合线的双频同步式功放的设计方法，其特征在于，所述双频Doherty功放含有一段双频定向耦合器或双频双路功分器加90°相位差输出的功分器模块、一个双频主功放、一个双频辅助功放、两段双频延迟线，两段特性阻抗分别为50Ω和35Ω的双频四分之一波长阻抗变换线；其中，双频定向耦合器由4个T型网络组成，其中上下两个T型网络具有等效Ω的特性阻抗，左右两个T型网络具有50Ω的特性阻抗，四个T型网络在两个频率上的等效电长度均为四分之一波长。双频Wilkinson功分器由两个耦合线和一个100Ω电阻构成，两个耦合线具有等效Ω的特性阻抗和四分之一波长的等效电长度。双频主功放和辅助功放具有相同的拓扑结构，其负载网络由一个T型网络和一段并联开路线组成，能够在两个频率将标准负载变换到所需阻抗，输入网络是一个pi型网络，能够实现两个频率上的共轭匹配。双频四分之一波长传输线或延迟线可以用T型网络或者耦合线等效，其中T型网络中的分支线可以是短路或者开路线，耦合线可以使用单节或者双节的耦合线。