[发明专利]一种利用频率特性补偿拓展带宽的3路Doherty功率放大器

说明书

该发明公开了一种利用频率特性补偿拓展带宽的3路Doherty功率放大器，属于无线通信技术领域，具体提供了一种利用频率特性补偿拓展带宽的3路Doherty功率放大器结构。该放大器让两个辅助支路分别工作在不同的频段内，减小了宽带对阻抗逆置单元的影响，从而辅助支路的设计会相对容易很多，再利用频率合成单元对两个辅助支路进行合成从而适应整个频段，上文提及的频率f2和f3需要结合滤波器模型进行仿真确定参数，而输出功率回退量主要由主放大支路决定，为了确保10dB以上的回退量，主放大器往往选用小功率晶体管，而辅助放大器往往选用大功率晶体管，辅助放大支路和主放大支路的饱和输出功率比越大，回退量就越大，一般功率比3:1就可以达到12dB左右的回退量。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体提供了一种利用频率特性补偿拓展带宽的3路Doherty功率放大器结构。

背景技术

射频功率放大器是无线发射系统中的重要组成部分，会直接影响发射机的整体性能。评估功率放大器的性能指标主要有带宽，输出功率，线性度，效率(分为功率附加效率和漏极效率)等。随着4G通信技术的普及以及5G的来临，非恒包络信号的峰均比已经高达8–9dB，甚至是10dB以上，传统的单管功率放大器无法在非饱和状态下提供高效率，而Doherty结构恰恰能解决这个问题，可以在一定的功率回退区间内提供高效率。但是，由于Doherty结构本身的局限性，使其在宽带方面难以拓展，主要是Doherty结构在辅助放大器输出端往往需要有阻抗逆置单元，而阻抗逆置单元往往只能在相对较窄的频带内有较好的作用，所以传统的Doherty结构已经无法满足新一代通信技术的要求，其必然要朝着超宽带甚至是跨倍频程带宽的方向发展。

现有技术中专利申请号为201120047792.X的专利公开了一种3路Doherty高效率放大器，包括第一耦合器、第一吸收负载、第二耦合器、第二吸收负载、第一末级放大器、第二末级放大器、第三末级放大器、1/4波长线和阻抗变换线。为了满足高效率对Doherty合路技术进行了改进，传统的Doherty合路技术是一个主放大器和一个峰值放大器进行合路，此专利中介绍了改进型Doherty技术将包括一个主放大器和两个峰值放大器，由两个工作在C类的峰值放大器和一个主放大器一起构成一个3路Doherty放大器，此专利给出了3路Doherty放大器的理论依据和结构框架，其提出的3路结构主要是为了拓展放大器的输出功率回退量，其实质是在传统的两路Doherty结构上再添加一路放大器以提供第二个输出功率回退点，但并没有提出拓展带宽的方法。

现有2014年IEEE检索文章Design of a broadband three-way sequentialDoherty power amplifier for modern wireless communications，利用3路Doherty结构，实现了在1.85GHz-2.40GHz带宽内，12-14dB回退下，回退区间漏极效率达到50％以上。可以看出，文章利用3路Doherty结构不仅大大拓展了功率回退量，而且获得了回退区间内的高效率，但是其设计的带宽只有550MHz，相对带宽只有26％左右，依然没有解决Doherty结构的带宽问题。

上述的专利和文章所涉及的3路Doherty结构，通过设置两个辅助放大器栅极的偏置电压，使其在不同的功率点开启，从而达到输出功率回退量的拓展。如今广泛应用的传统3路Doherty结构，主要是为了在更大的功率回退区间内获得高效率，其3条支路均工作在同一频段内。

发明内容

本发明利用多路频率特性补偿技术，合理设计3路Doherty结构，提供一种在更宽的频带内，实现在功率回退区间内达到高效率的3路Doherty结构的功率放大器。