[发明专利]基于紧致微带谐振单元结构的高线性度多尔蒂功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及微波电路设计领域，具体涉及一种基于紧致微带谐振单元结构的高线性度多尔蒂功率放大器。

背景技术

随着CDMA和W-CDMA调制系统对线性度的严格要求，功放的线性度显得越来越重要，为了获得较高的线性度，通常功放将回退10dB左右，这将导致较低的效率。在Doherty（多尔蒂）功放方案中，同时获得较高的效率和较好的线性度比较困难的。

目前，一些传统的提高线性度的方法，例如，预失真和前馈等方法被采用，但是这些方法常常需要使用外加电路和信号处理，这将导致设计的复杂性和成本的提高，使线性化的提高受到限制。另外，为了提高Doherty功放的效率和线性度，N-路Doherty功放方案也被研究，然而，该方法也比较复杂，它的尺寸和性能在W-CDMA系统基站中的使用将受到很大的限制。Doherty功放中，辅助功放工作于C类，主要的线性失真来源于辅助功放。国外已经将复合左右手材料（CRLH-TL）和缺陷地（DGS）结构用于Doherty功放，减小辅助功放的线性失真，但是在高功率条件下的相位失真仍然不能解决。

无线通讯系统对系统线性化和小型化的不断要求，结构简单的高线性度功放将被大量需求。开展从功放内部结构入手提高功放的线性度的研究就显得非常重要。

紧致微带谐振单元（Compact Microstrip Resonant Cell，CMRC）结构具有抑制谐波和相位可调特点，该结构被广泛应用在滤波器、耦合器和混频器等微波器件中。应用CMRC技术实现高线性度Doherty功放将具有广阔的实用价值。

发明内容

本发明提供一种基于紧致微带谐振单元结构的高线性度多尔蒂功率放大器，结构具有低通功能，容易加工，并且还能使相位可调，线性度得到改善。

为实现上述目的，本发明提供一种基于紧致微带谐振单元结构的高线性度多尔蒂功率放大器，该功率放大器包含并联连接的主功放模块与辅助功放模块，该主功放模块与辅助功放模块的输入端与输出端分别对应电路连接多尔蒂功率放大器的总输入端与总输出端；辅助功放模块输入端与总输入端之间串联连接有相移模块；

其特点是，上述主功放模块输出端与多尔蒂功率放大器总输出端之间还串联连接有紧致微带谐振单元，用于补偿辅助功放模块的相位差；

上述紧致微带谐振单元的谐振块的输出端口电路连接有电容。

上述的紧致微带谐振单元为对称二端口网络结构。

上述的紧致微带谐振单元整个对称网络的阻抗矩阵如式所示：

          （1）

其中，Z_e为输入阻抗称的偶模输入阻抗，Z_o为奇模输入阻抗；

由Z矩阵于S参数矩阵（2）相互转换，得到公式（3）和（4）：

      （2）

                        （3）

                （4）

其中Zc为端口阻抗。

上述多尔蒂功率放大器铺设于介质基板上，该介质基板的相对介电常数范围为2至5之间；损耗角正切≤10-3；厚度h为0.8毫米。

上述紧致微带谐振单元的输入端和输出端电路连接有匹配阻抗。

上述相移模块具有90°相移。

本发明基于紧致微带谐振单元结构的高线性度多尔蒂功率放大器和现有技术功率放大器相比，其优点在于，本发明在将传统的多尔蒂（Doherty）功放中主功放的90^o补偿线用新型的紧致微带谐振单元（CMRC）替代，实现高线性的Doherty功放；通过改变新型加载电容的CMRC的电容值和内部结构，实现主功放后低通通带的可调，同时实现对辅助功放的相位补偿；从电路内部结构出发，不需要外加其它复杂电路，实现功放的高线性度，加工简单，易于与其它微波电路集成，具有很强的实用性及应用前景。

附图说明

图1为本发明基于紧致微带谐振单元结构的高线性度多尔蒂功率放大器的电路图；

图2为本发明基于紧致微带谐振单元结构的高线性度多尔蒂功率放大器的紧致微带谐振单元结构图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。