[发明专利]一种F类高效Doherty功率放大器

权利要求书

1.F类高效Doherty功率放大器，其特征在于，包括威尔金森等分功分器、F类载波功放电路、F类峰值功放电路、相位补偿线和负载调制网络；威尔金森等分功用于将输入功率均分为两路分别传送至载波支路的F类载波功放电路和峰值支路的F类峰值功放电路，F类载波功放电路输出侧的相位补偿线一用于使F类载波功放电路的输出阻抗在回退状态下匹配至100Ω，F类峰值功放电路输出侧的相位补偿线二用于使F类峰值功放电路的输出阻抗在回退状态下匹配至无穷大，F类峰值功放电路输入侧的相位补偿线三用于调整载波支路和峰值支路的相位，使二者在合路点相位对齐；负载调制网络用于将载波支路和峰值支路相连接，将功率传输至50Ω负载。

2.根据权利要求1所述F类高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述F类载波功放电路包括一个晶体管、输入匹配电路、稳定电路、为晶体管提供合适的栅极偏置电压和漏极偏置电压的栅极偏置电路与漏极偏置电路，以及输出匹配电路；晶体管的栅极通过稳定电路连接输入匹配电路以及栅极偏置电路，晶体管的源极接地而漏极接输出匹配电路，所述输出匹配电路的传输线上接漏极偏置电路；输入匹配电路用于将晶体管的源阻抗匹配至50Ω，稳定电路位于输入匹配电路和晶体管之间，用于确保功放稳定工作，栅极偏置电路和漏极偏置电路用于提供基波开路和直流短路的条件，输出匹配电路用于匹配晶体管的输出三次谐波阻抗、二次谐波阻抗和基波阻抗。

3.根据权利要求2所述F类高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述输入匹配电路由传输线T₁₁、电容C₃和传输线T₁₂依次串联组成，传输线T₁₂的另一端接50Ω后接地，在工作频率处匹配晶体管的源阻抗到50Ω，电阻R₁和电容C₁并联构成使功放处于稳定的稳定电路，传输线T₁₁的另一端接稳定电路的电阻R₁和电容C₁并联的一端，电阻R₁和电容C₁并联的另一端接晶体管的栅极。

4.根据权利要求3所述F类高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述栅极偏置电路由电长度为90°的传输线T₈、开路传输线T₉、传输线T₁₀组成，传输线T₈与传输线T₁₀串联，开路传输线T₉一端接在传输线T₈与传输线T₁₀之间的连接线上，传输线T₈的另一端接接稳定电路的电阻R₁和电容C₁并联的一端，传输线T₁₀的另一端接V_G，并通过一个电容接地。

5.根据权利要求4所述F类高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述漏极偏置电路由电长度为90°的传输线T₅、开路传输线T₆以及传输线T₇组成，传输线T₅与传输线T₇串联，开路传输线T₆一端接在传输线T₅与传输线T₇之间的连接线上；传输线T₅的另一端接在输出匹配电路上，传输线T₇的另一端接V_D，并通过一个电容接地。

6.根据权利要求5所述F类高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述输出匹配电路基于两级低通匹配拓扑实现，由传输线T₁、传输线T₂、传输线T₃、电容C₂、传输线T₄依次串联组成，传输线T₁的一端接晶体管的漏极，传输线T₄的另一端接50Ω电阻后接地，传输线T₅的一端接在传输线T₁与传输线T₂之间的连接线上。

7.根据权利要求1所述F类高效Doherty功率放大器，其特征在于，所述F类载波功放电路和F类峰值功放电路的结构相同，用于实现饱和状态下信号的高效放大。