[发明专利]一种可调节的负载平衡功放结构

说明书

一种可调节的负载平衡功放结构，包括一个射频信号输入源、一个将射频信号输入源输入的射频信号分为两路同频率且相位相差180°信号的180°相位Rat‑race耦合器和一个平衡功率放大器，180°相位Rat‑race耦合器输出的一路信号连接至平衡功率放大器的输入端，另一路信号依次连接经过幅度及相位调制模块和控制式功率放大器后连接至平衡功率放大器中输出侧的90°相位耦合器的隔离端口。可实现单输入可调节负载平衡功放。该结构不仅可以使用在低频，也可以使用在高频毫米波，不仅可以使用在PCB电路中，也可以使用在集成电路中，能够轻易实现宽带或者窄带的具有回退功能的单输入单输出射频功率放大器。

技术领域

本发明涉及一种功率放大电路，具体地说是一种可调节的负载平衡功放结构。

背景技术

现代通信技术的信号调制比越来越高，射频功率放大器大多时候是工作在回退功率状态，但是射频功放的效率一般在最大输出时达到最大，因此一般通信系统的射频功放处在效率较低的状态，为了提高功放回退时的效率，有Doherty结构的功放，outphase 功放结构。2016年Cripps教授提出的新型的能提高回退效率的射频功率放大器结构，其主要的实现结构如图1所示，其主要特点是通过负载耦合器的调制，功放可以提高在低输入信号下的效率。具体功能的实现需要控制式功率放大器和平衡式功率放大器两者的输入信号强度和相位满足一定的条件，因此需要两个独立的射频输入信号。这就导致相当于需要两个信号源才能实现这个功能，导致相匹配的控制系统较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种可调节的负载平衡功放结构。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种可调节的负载平衡功放结构，包括一个射频信号输入源、一个将射频信号输入源输入的射频信号分为两路同频率且相位相差180°信号的180°相位Rat-race耦合器和一个平衡功率放大器，所述平衡功率放大器中的耦合器采用90°相位耦合器，180°相位Rat-race耦合器输出的一路信号连接至平衡功率放大器的输入端，180°相位Rat-race耦合器输出的另一路信号依次连接经过幅度及相位调制模块和控制式功率放大器后连接至平衡功率放大器中输出侧的90°相位耦合器的隔离端口。

所述的幅度及相位调制模块包括幅度控制器和相位控制器，180°相位Rat-race耦合器输出的一路信号依次经幅度控制器和相位控制器后连接至控制式功率放大器。

所述的幅度控制器为射频增益控制放大器或衰减式幅度控制器。

所述的平衡功率放大器包括两个90°相位耦合器和两个射频功率放大器，两个90°相位耦合器分别设置在平衡功率放大器的输入侧和输出侧，180°相位Rat-race耦合器传输的信号经输入侧90°相位耦合器分配成两个信号后分别传输至两个射频功率放大器，两个射频功率放大器的输出以及180°相位Rat-race耦合器的另一路输出经输出侧90°相位耦合器合成并实现负载阻抗调制。

所述180°相位Rat-race耦合器传输的信号经输入侧90°相位耦合器分配成具有90°相位差的两个信号。

输入侧90°相位耦合器的耦合端口和直通端口各输出一路信号分别至两个射频功率放大器。

所述输入侧90°相位耦合器的隔离端口经50欧姆的电阻接地。

所述功放结构的各元件采用宽频带或窄频带结构。

本发明的有益效果是：利用180°相位Rat-race耦合器将射频输入分配成两路信号后，并对其中一种信号进行幅度和相位调制用于负载控制，可实现单输入可调节负载平衡功放。该结构不仅可以使用在低频，也可以使用在高频毫米波，不仅可以使用在PCB电路中，也可以使用在集成电路中，能够轻易实现宽带或者窄带的具有回退功能的单输入单输出射频功率放大器。

附图说明

图1是现有负载平衡功放结构示意图。