專利名稱：一種功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率放大器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種杜赫提(Doherty)功率放大器。
背景技術(shù)：
功率放大器(簡稱功放)是現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中的一個重要部件，高的功放效率不僅可以降低無線通信的運營成本，還可以提高功放的可靠性。在眾多的高效率功放中，Doherty功放由于其設(shè)計簡單、對功放效率改善明顯而越來越受到業(yè)界的青睞。Doherty功放被認(rèn)為是今后一段時間內(nèi)功放的主流技術(shù)。
圖1是Doherty功放的基本原理圖。Doherty功放在其輸入端和輸出端之間并聯(lián)有載波功放和峰值功放，其中載波功放也被稱作主功放，峰值功放也被稱作輔助功放。在載波功放與輸出端之間以及峰值功放與輸入端之間還分別連接有λ/4傳輸線，其特征阻抗Zm和Za分別為50Ω，其中主功放的λ/4傳輸線的主要作用是進(jìn)行阻抗變換，而輔助功放的λ/4傳輸線的主要作用是彌補輔助功放支路的延時，從而使得兩條支路的時延一致。
Doherty功放的基本設(shè)計思想是用兩個不同類型的功放來分別承擔(dān)不同的輸入信號功率，盡可能保證兩個功放都工作在各自的飽和區(qū)中，從而保證整個功放在盡量大的輸入信號功率范圍內(nèi)都保持有較高的信號功率。Doherty功放所用到的一個核心設(shè)計思想是有源負(fù)載遷移(Active-Load-Pulling)，即通過峰值功放的輸出功率(電流)來改變載波功放的負(fù)載阻抗，使得載波功放工作在一個高效的放大區(qū)間中。
在Doherty功放中，通常主功放工作在B或者AB類，而輔助功放則工作在C類。在整個輸入信號的功率范圍內(nèi)主功放一直工作，而輔助功放只有在主功放達(dá)到飽和時才開始工作。輔助功放開始工作時它所輸出的電流會改變主功放的輸出阻抗，即發(fā)生有源負(fù)載遷移，這種負(fù)載遷移特征會使主功放在保持飽和的情況下能夠給負(fù)載輸出更多的電流，從而使Doherty功放的整體效率保持較高，線性度不會惡化，直到輔助功放達(dá)到飽和。主功放和輔助功放的設(shè)計中需要關(guān)注的地方是對其1dB壓縮點(P1dB點)的選擇以及它們各自的輸出有效阻抗的大小，這些因素影響著Doherty功放的整體效率。Doherty功放匹配電路的設(shè)計核心是要保證峰值功放的輸出電流能夠?qū)d波功放的負(fù)載阻抗進(jìn)行正確有效的牽引，這就意味著峰值功放和載波功放的輸出信號之間必須保持正確的幅度、相位以及時延關(guān)系才能發(fā)生這種正確的阻抗?fàn)恳饔谩?br> 現(xiàn)有技術(shù)大多是直接采用經(jīng)典的Doherty結(jié)構(gòu)，圖2給出了現(xiàn)有技術(shù)中通常的Doherty功放的設(shè)計結(jié)構(gòu)圖。由于Doherty功放的輸入匹配電路設(shè)計對功放的整體線性和效率影響不大，它們只要能使峰值功放和載波功放的相位和時延一致就行了，因此在圖2中沒有給出峰值功放和載波功放的輸入匹配電路。
在現(xiàn)有技術(shù)中，通常通過調(diào)試圖2中峰值功放和載波功放輸入輸出的偏置(offet)線來使得兩路信號的相位和延時保持一致。在調(diào)試過程中，通過調(diào)整圖2中載波功放和峰值功放輸入輸出的offset線可以使兩路信號的相位和時延在某個功率等級上保持一致，同時能夠使峰值功放和載波功放的負(fù)載阻抗基本達(dá)到Doherty功放理論所需要的值附近，即要使在小信號下峰值功放不工作時在輸出合路節(jié)的地方向峰值功放看過去的阻抗為高阻，另外使載波功放的負(fù)載阻抗在小信號情況下是其正常工作時的兩倍。理論分析和試驗結(jié)果表明用該方法設(shè)計出來的Doherty功放能夠顯著地提高功放效率。圖3和圖4描述的是當(dāng)峰值功放開始工作以前和達(dá)到飽和后R1和R2的變化情況。其中，圖3給出了峰值功放開始工作以前R1和R2的值；而圖4給出了峰值功放達(dá)到飽和以后R1和R2的值。從圖3和圖4可以看出當(dāng)峰值功放開始工作以前和達(dá)到飽和后R1由100Ω變?yōu)?0Ω，而R2由高阻變?yōu)?0Ω。
眾所周知，功放的輸出匹配電路的設(shè)計是按照功率匹配來進(jìn)行的，根據(jù)負(fù)載線理論，在特定的輸出功率情況下功放管的負(fù)載阻抗為某一個特定值時功放的線性和效率才能達(dá)到最佳，而負(fù)載線理論所強(qiáng)調(diào)的負(fù)載阻抗一般指的是圖5中B-B1界面處芯片級三極管的輸出，但是在實際應(yīng)用中一般指的是圖5中A-A1處芯片封裝后功率管的輸出。由圖5知，對Doherty功放設(shè)計而言最具實際意義的要求應(yīng)該是當(dāng)峰值功放開始工作以前和達(dá)到飽和后，載波功放管的負(fù)載阻抗的實部R1c變?yōu)樵瓉淼亩种唬逯倒Ψ殴艿呢?fù)載阻抗的實部R2p由高阻變?yōu)樗柡蜁r的最佳負(fù)載阻抗。而按照傳統(tǒng)的設(shè)計，A-A1界面的R1和R2很難由匹配微波網(wǎng)絡(luò)變換成滿足上面條件的B-B1界面的R1c和R2p。也就是說，當(dāng)在某一功率等級下設(shè)計了Doherty功放的匹配電路，使得載波功放的負(fù)載阻抗在該功率等級下為最佳，但是，在其它功率等級下，由于A-A1界面的R1和R2與B-B1界面的R1c和R2p不一致，所以此時載波功放和峰值功放的負(fù)載阻抗不是處于最佳，使得此時Doherty功放沒有很好的信號功率，從而降低了Doherty功放的效率，亦即這種Doherty功放只在某個功率等級附近有較高的效率，而在其它功率等級的效率并不高。
另外，Doherty功放的核心思想是有源負(fù)載遷移，這種負(fù)載遷移特征會使主功放保持飽和的情況下能夠給負(fù)載輸出更多的電流，從而使功放的整體效率保持較高，線性度不會惡化，直到峰值功放達(dá)到飽和，峰值功放對載波功放的負(fù)載牽引就是要保證載波功放的負(fù)載阻抗在各個功率等級上都要保證為最佳，由于A-A1界面的阻抗變化和B-B1界面的阻抗變化不能同步，因此傳統(tǒng)的設(shè)計很難做到這一點。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種Doherty功放，用以保證載波功放和峰值功放的負(fù)載阻抗在較大的功率等級范圍內(nèi)保持為最佳，從而保證Doherty功放在較大的功率等級范圍內(nèi)保持高的效率。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供了一種Doherty功率放大器，包括并聯(lián)在輸入端和輸出端的載波功放和峰值功放、連接在載波功放和輸出端之間的載波功放的λ/4傳輸線和連接在輸入端和峰值功放之間的峰值功放的λ/4傳輸線，所述Doherty功率放大器進(jìn)一步包括級聯(lián)在載波功放和載波功放的λ/4傳輸線之間的第一λ/4阻抗變換器件和第二λ/4阻抗變換器件；級聯(lián)在峰值功放和輸出端之間的第三λ/4阻抗變換器件和第四λ/4阻抗變換器件。
所述λ/4阻抗變換器件為λ/4阻抗變換線或兩端具有并聯(lián)到地的電容的λ/8阻抗變換線。
較佳地，所述第三λ/4阻抗變換器件與第一λ/4阻抗變換器件相同；所述第四阻λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件相同。
在上述技術(shù)方案中，所述第一λ/4阻抗變換器件和第二λ/4阻抗變換器件的阻抗值在不同功率等級下滿足RLopt=(Zm12Zm22)Ropt;]]>其中RLopt為在載波功放輸出端的最佳負(fù)載阻抗值，Ropt為在第二λ/4阻抗變換器件與載波功放λ/4傳輸線連接處的最佳負(fù)載阻抗值，Zm1為第一λ/4阻抗變換器件的阻抗值，Zm2為第二λ/4阻抗變換器件的阻抗值。
在上述技術(shù)方案中，所述第一λ/4阻抗變換器件和第二λ/4阻抗變換器件的阻抗值在不同功率等級下滿足RLopt=(Zm12Zm22)Ropt;]]>其中RLopt為在載波功放輸出端的最佳負(fù)載阻抗值，Ropt為在第二λ/4阻抗變換器件與載波功放λ/4傳輸線連接處的最佳負(fù)載阻抗值，Zm1為第一λ/4阻抗變換器件的阻抗值，Zm2為第二λ/4阻抗變換器件的阻抗值。而所述第三λ/4阻抗變換器件和第四λ/4阻抗變換器件的阻抗值在不同功率等級下滿足RLopt=(Zm32Zm42)Ropt;]]>其中RLopt為在峰值功放輸出端的最佳負(fù)載阻抗值，Ropt為在第四λ/4阻抗變換器件與峰值功放λ/4傳輸線連接處的最佳負(fù)載阻抗值，Zm3為第三λ/4阻抗變換器件的阻抗值，Zm4為第四λ/4阻抗變換器件的阻抗值。
進(jìn)一步，在第一λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件之間連接有奇次諧波分量開路阻抗器件且在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有偶次諧波分量開路阻抗器件；或在第一λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件之間連接有偶次諧波分量短路阻抗器件且在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有奇次諧波分量短路阻抗器件；或在第一λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件之間連接有偶次諧波分量開路阻抗器件且在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有奇次諧波分量開路阻抗器件；或在第一λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件之間連接有奇次諧波分量短路阻抗器件且在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有偶次諧波分量短路阻抗器件。
進(jìn)一步，在第三λ/4阻抗變換器件與第四λ/4阻抗變換器件之間連接有奇次諧波分量開路阻抗器件且在第四λ/4阻抗變換器件和輸出端之間連接有偶次諧波分量開路阻抗器件；或在第三λ/4阻抗變換器件與第四λ/4阻抗變換器件之間連接有偶次諧波分量短路阻抗器件且在第四λ/4阻抗變換器件和輸出端之間連接有奇次諧波分量短路阻抗器件；或在第三λ/4阻抗變換器件與第四λ/4阻抗變換器件之間連接有偶次諧波分量開路阻抗器件且在第四λ/4阻抗變換器件和輸出端之間連接有奇次諧波分量開路阻抗器件；或在第三λ/4阻抗變換器件與第四λ/4阻抗變換器件之間連接有奇次諧波分量短路阻抗器件且在第四λ/4阻抗變換器件和輸出端之間連接有偶次諧波分量短路阻抗器件。
優(yōu)選地，所述奇次諧波分量開路阻抗器件為三次諧波的λ/4開路阻抗變換線或三次諧波的λ/4開路LC諧振網(wǎng)絡(luò)；和/或所述偶次諧波分量開路阻抗器件為基頻的λ/8開路阻抗變換線或基頻的λ/8開路LC諧振網(wǎng)絡(luò)；和/或所述奇次諧波分量短路阻抗器件為三次諧波的λ/4短路阻抗變換線或三次諧波的λ/4短路LC諧振網(wǎng)絡(luò)；和/或所述偶次諧波分量短路阻抗器件為基頻的λ/8短路阻抗變換線或基頻的λ/8短路LC諧振網(wǎng)絡(luò)。
從上述方案中可以看出，由于本發(fā)明在載波功放和載波功放的λ/4傳輸之間和峰值功放和輸出端之間分別增加了兩個級聯(lián)的λ/4阻抗變換線，使得載波功放和峰值功放輸出處的負(fù)載阻抗與封裝后功放輸出處的負(fù)載阻抗變化同步，從而保證載波功放和峰值功放的負(fù)載阻抗在較大的功率等級范圍內(nèi)保持為最佳，保證Doherty功放在較大的功率等級范圍內(nèi)保持高的效率。本發(fā)明進(jìn)一步將載波功放和/或峰值功放設(shè)計成F類功放或反F類功放，從而進(jìn)一步提高了Doherty功放的效率，并且也簡化了Doherty功放匹配電路的設(shè)計。


圖1為Doherty功放的基本原理圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中通常的Doherty功放的設(shè)計結(jié)構(gòu)圖；圖3為峰值功放開始工作以前R1和R2的值；圖4為峰值功放開始達(dá)到飽和以后的R1和R2的值；圖5為Doherty功放設(shè)計中負(fù)載阻抗的參考面A-A1以及B-B1；圖6為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的Doherty功放的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為F類功放的設(shè)計原理圖；圖8為載波功放為F類功放的Doherty功放的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為載波功放為反F類功放的Doherty功放的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為載波功放為F類功放的Doherty功放的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為載波功放為反F類功放的Doherty功放的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下舉實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
根據(jù)本發(fā)明第一實施例的Doherty功放如圖6所示。參照圖6，與一般的Doherty功放相比，本發(fā)明第一實施例中的Doherty功放進(jìn)一步包括了級聯(lián)在載波功放信號路徑中載波功放和載波功放的λ/4傳輸線之間的第一λ/4阻抗變換器件和第二λ/4阻抗變換器件，以及級聯(lián)在峰值功放信號路徑中峰值功放和輸出端之間的第二λ/4阻抗變換器件和第四λ/4阻抗變換器件，它們的阻抗值分別為Zm1、Zm2、Zm3和Zm4。這些λ/4阻抗變換器件可以是λ/4阻抗變換線，也可以是兩端具有并聯(lián)到地的電容的λ/8阻抗變換線，下面的敘述中以λ/4阻抗變換線為例。需要注意的是，為了使得示意圖更加簡明，在圖6和后面的圖中均未畫出輸入offset線和輸出offset線以及其它部件，這并不表示這些Doherty功放中不包括這些部件。
與圖5相比，Ropt為載波功放在A-A1處的負(fù)載阻抗的實部，RLopt為載波功放在B-B1處的負(fù)載阻抗的實部。根據(jù)圖6的結(jié)構(gòu)可以得到RLopt=(Zm12Zm22)Ropt,]]>由于Zm1和Zm2是常數(shù)，所以Ropt和RLopt的變化是同步的，亦即圖5中A-A1界面處的負(fù)載阻抗變化和B-B1界面處的負(fù)載阻抗變化變?yōu)橥搅?。這樣通過Zm1、Zm2以及Doherty功放特有的有源負(fù)載牽引作用，就可以使得Doherty功放在較大的功率等級內(nèi)具有較高的效率。
Zm1和Zm2可以是任意設(shè)置的。優(yōu)選地，可以通過如下的方法得到將載波功放在不同功率等級下的最佳負(fù)載阻抗Ropt和RLopt代入RLopt=(Zm12Zm22)Ropt,]]>根據(jù)這些方程聯(lián)立方程組，通過解方程組得到Zm1和Zm2。其中載波功放在不同功率等級下的最佳負(fù)載阻抗可以用電子設(shè)計自動化(EDA)仿真軟件中提供的負(fù)載阻抗?fàn)恳?LOAD_PULL)的仿真設(shè)計方法得到，也可以用LOAD_PULL測試儀得到。
峰值功放信號路徑中的Zm3和Zm4的設(shè)置與載波功放信號路徑中的Zm1和Zm2相似。Zm3和Zm4可以是任意設(shè)置的。優(yōu)選地，可以通過如下的方法得到將峰值功放在不同功率等級下的最佳負(fù)載阻抗Ropt和RLopt代入RLopt=(Zm32Zm42)Ropt,]]>根據(jù)這些方程聯(lián)立方程組，通過解方程組得到Zm3和Zm4。同樣，峰值功放在不同功率等級下的最佳負(fù)載阻抗可以用電子設(shè)計自動化(EDA)仿真軟件中提供的負(fù)載阻抗?fàn)恳?LOAD_PULL)的仿真設(shè)計方法得到，也可以用LOAD_PULL測試儀得到。
另外，為了簡化設(shè)計過程，一般取第三λ/4阻抗變換器件與第一λ/4阻抗變換器件相同，第四阻λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件相同。
進(jìn)一步，由于圖6中的載波功放和峰值功放后面具有λ/4阻抗變換線，從而可以將載波功放和峰值功放設(shè)計成F類(Class F)功放或者反F類功放，進(jìn)一步提高Doherty功放的效率。
圖7是F類功放的原理圖。F類功放的基本原理是LC低通濾波器和負(fù)載阻抗RL并聯(lián)對載波信號所有的奇次諧波分量在RL處呈現(xiàn)出低阻，經(jīng)過λ/4阻抗變換線后在功率管的漏極處呈現(xiàn)出高阻，而對于所有的偶次諧波項則在漏極處呈現(xiàn)出低阻，由傅立葉變換知，附加的奇次諧波項使得三極管的輸出漏極處的電壓波形呈現(xiàn)出方波，三極管從導(dǎo)通到關(guān)斷產(chǎn)生一個比較陡峭的過渡，減小了漏極處電壓和電流的重疊區(qū)，從而降低了器件的功耗提高器件的效率。圖6中的λ/4阻抗變換線在整個Class F的實現(xiàn)中起到了非常重要的作用，使功放匹配電路的設(shè)計簡單了很多，而一般普通Doherty匹配電路設(shè)計中缺少λ/4阻抗變換線，因此不能將載波功放或峰值功放設(shè)計成F類功放。
圖8中所示的是將本發(fā)明第一實施例中的載波功放設(shè)計成F類功放的情況。如圖8所示，在第一λ/4阻抗變換線與第二λ/4阻抗變換線之間連接有奇次諧波分量開路阻抗器件，而在第二λ/4阻抗變換線和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有偶次諧波分量開路阻抗器件。這里的奇次諧波分量開路阻抗器件可以是三次諧波(3f0)的λ/4開路阻抗變換線，也可以是3f0的λ/4開路LC諧振網(wǎng)絡(luò)，下面以3f0的λ/4開路阻抗變換線為例說明。這里的所述偶次諧波分量開路阻抗器件可以是為基頻(f0)的λ/8開路阻抗變換線，也可以是f0的λ/8開路LC諧振網(wǎng)絡(luò)，下面以f0的λ/8開路阻抗變換線為例說明。
參見圖8，3f0的λ/4開路阻抗變換線使得載波功率管的輸出漏極處對奇次諧波分量呈現(xiàn)高阻，f0的λ/8開路阻抗變換線使得載波功率管的輸出漏極處對偶次諧波分量呈現(xiàn)出低阻，這樣載波功放管輸出漏極處的電壓波形呈現(xiàn)出方波，載波功放表現(xiàn)為一個高效的F類功放。
圖9是所示的是將本發(fā)明第一實施例中的載波功放設(shè)計成反F類功放的情況。如圖9所示，在第一λ/4阻抗變換線與第二λ/4阻抗變換線之間連接有f0的λ/8開路阻抗變換線，而在第二λ/4阻抗變換線和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有3f0的λ/4開路阻抗變換線。
參見圖9，3f0的λ/4開路阻抗變換線使得載波功率管的輸出漏極處對奇次諧波分量呈現(xiàn)低阻，f0的λ/8開路阻抗變換線使得載波功率管的輸出漏極處對偶次諧波分量呈現(xiàn)出高阻，這樣載波功放管輸出漏極處的電流波形呈現(xiàn)出方波，載波功放表現(xiàn)為一個高效的反F類功放。
圖10中所示的是將本發(fā)明第一實施例中的載波功放設(shè)計成F類功放的另一種情況。如圖10所示，在第一λ/4阻抗變換線與第二λ/4阻抗變換線之間連接有偶次諧波分量短路阻抗器件，而在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有奇次諧波分量短路阻抗器件。這里的所述偶次諧波分量短路阻抗器件可以是為f0的λ/8短路阻抗變換線，也可以是f0的λ/8短路LC諧振網(wǎng)絡(luò)，下面以f0的λ/8短路阻抗變換線為例說明。這里的奇次諧波分量短路阻抗器件可以是3f0的λ/4短路阻抗變換線，也可以是3f0的λ/4短路LC諧振網(wǎng)絡(luò)，下面以3f0的λ/4短路阻抗變換線為例說明。
參見圖10，f0的λ/8短路阻抗變換線使得載波功率管的輸出漏極處對奇次諧波分量呈現(xiàn)高阻，而3f0的λ/4短路阻抗變換線使得載波功率管的輸出漏極處對偶次諧波分量呈現(xiàn)出低阻，這樣載波功放管輸出漏極處的電壓波形呈現(xiàn)出方波，載波功放表現(xiàn)為一個高效的F類功放。
圖11是所示的是將本發(fā)明第一實施例中的載波功放設(shè)計成反F類功放的另一種情況。如圖11所示，在第一λ/4阻抗變換線與第二λ/4阻抗變換線之間連接有3f0的λ/4短路阻抗變換線，而在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有f0的λ/8短路阻抗變換線。
參見圖11，f0的λ/8短路阻抗變換線使得載波功率管的輸出漏極處對奇次諧波分量呈現(xiàn)低阻，3f0的λ/4短路阻抗變換線使得載波功率管的輸出漏極處對偶次諧波分量呈現(xiàn)出高阻，這樣載波功放管輸出漏極處的電流波形呈現(xiàn)出方波，載波功放表現(xiàn)為一個高效的反F類功放。
以上圖8至圖11描述了將載波功放設(shè)計成F類或反F類的情況，峰值功放與此相似。以圖8為例，只需要在第三λ/4阻抗變換線和第四λ/4阻抗變換線之間連接有3f0開路阻抗線，并且在第四λ/4阻抗變換線與輸出端之間連接有f0的λ/8開路阻抗線，就可以將峰值功放設(shè)計成F類功放。其它情況與此類似，這里不再贅述。
在本發(fā)明的實施例中，可以只將載波功放設(shè)計成F類功放或反F類功放，也可以只將峰值功放設(shè)計成F類功放或反F類功放，還可以將載波功放和峰值功放同時設(shè)計成F類功放或反F類功放，或者將載波功放和峰值功放分別設(shè)計成F類功放或反F類功放。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種杜赫提Doherty功率放大器，包括并聯(lián)在輸入端和輸出端的載波功放和峰值功放、連接在載波功放和輸出端之間的載波功放的四分之一波長λ/4傳輸線和連接在輸入端和峰值功放之間的峰值功放的λ/4傳輸線，其特征在于，所述Doherty功率放大器進(jìn)一步包括級聯(lián)在載波功放和載波功放的λ/4傳輸線之間的第一λ/4阻抗變換器件和第二λ/4阻抗變換器件；級聯(lián)在峰值功放和輸出端之間的第三λ/4阻抗變換器件和第四λ/4阻抗變換器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述λ/4阻抗變換器件為λ/4阻抗變換線或兩端具有并聯(lián)到地的電容的λ/8阻抗變換線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述第三λ/4阻抗變換器件與第一λ/4阻抗變換器件相同；所述第四阻λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述第一λ/4阻抗變換器件和第二λ/4阻抗變換器件的阻抗值在不同功率等級下滿足RLopt=(Zm12Zm22)Ropt;]]>其中RLopt為在載波功放輸出端的最佳負(fù)載阻抗值，Ropt為在第二λ/4阻抗變換器件與載波功放λ/4傳輸線連接處的最佳負(fù)載阻抗值，Zm1為第一λ/4阻抗變換器件的阻抗值，Zm2為第二λ/4阻抗變換器件的阻抗值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述第一λ/4阻抗變換器件和第二λ/4阻抗變換器件的阻抗值在不同功率等級下滿足RLopt=(Zm12Zm22)Ropt;]]>其中RLopt為在載波功放輸出端的最佳負(fù)載阻抗值，Ropt為在第二λ/4阻抗變換器件與載波功放λ/4傳輸線連接處的最佳負(fù)載阻抗值，Zm1為第一λ/4阻抗變換器件的阻抗值，Zm2為第二λ/4阻抗變換器件的阻抗值；所述第三λ/4阻抗變換器件和第四λ/4阻抗變換器件的阻抗值在不同功率等級下滿足RLopt=(Zm32Zm42)Ropt;]]>其中RLopt為在峰值功放輸出端的最佳負(fù)載阻抗值，Ropt為在第四λ/4阻抗變換器件與峰值功放λ/4傳輸線連接處的最佳負(fù)載阻抗值，Zm3為第三λ/4阻抗變換器件的阻抗值，Zm4為第四λ/4阻抗變換器件的阻抗值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Doherty功率放大器，其特征在于，在第一λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件之間連接有奇次諧波分量開路阻抗器件且在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有偶次諧波分量開路阻抗器件；或在第一λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件之間連接有偶次諧波分量短路阻抗器件且在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有奇次諧波分量短路阻抗器件；或在第一λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件之間連接有偶次諧波分量開路阻抗器件且在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有奇次諧波分量開路阻抗器件；或在第一λ/4阻抗變換器件與第二λ/4阻抗變換器件之間連接有奇次諧波分量短路阻抗器件且在第二λ/4阻抗變換器件和載波功放的λ/4傳輸線之間連接有偶次諧波分量短路阻抗器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的Doherty功率放大器，其特征在于，在第三λ/4阻抗變換器件與第四λ/4阻抗變換器件之間連接有奇次諧波分量開路阻抗器件且在第四λ/4阻抗變換器件和輸出端之間連接有偶次諧波分量開路阻抗器件；或在第三λ/4阻抗變換器件與第四λ/4阻抗變換器件之間連接有偶次諧波分量短路阻抗器件且在第四λ/4阻抗變換器件和輸出端之間連接有奇次諧波分量短路阻抗器件；或在第三λ/4阻抗變換器件與第四λ/4阻抗變換器件之間連接有偶次諧波分量開路阻抗器件且在第四λ/4阻抗變換器件和輸出端之間連接有奇次諧波分量開路阻抗器件；或在第三λ/4阻抗變換器件與第四λ/4阻抗變換器件之間連接有奇次諧波分量短路阻抗器件且在第四λ/4阻抗變換器件和輸出端之間連接有偶次諧波分量短路阻抗器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述奇次諧波分量開路阻抗器件為三次諧波的λ/4開路阻抗變換線或三次諧波的λ/4開路LC諧振網(wǎng)絡(luò)；和/或所述偶次諧波分量開路阻抗器件為基頻的λ/8開路阻抗變換線或基頻的λ/8開路LC諧振網(wǎng)絡(luò)；和/或所述奇次諧波分量短路阻抗器件為三次諧波的λ/4短路阻抗變換線或三次諧波的λ/4短路LC諧振網(wǎng)絡(luò)；和/或所述偶次諧波分量短路阻抗器件為基頻的λ/8短路阻抗變換線或基頻的λ/8短路LC諧振網(wǎng)絡(luò)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述奇次諧波分量開路阻抗器件為三次諧波的λ/4開路阻抗變換線或三次諧波的λ/4開路LC諧振網(wǎng)絡(luò)；和/或所述偶次諧波分量開路阻抗器件為基頻的λ/8開路阻抗變換線或基頻的λ/8開路LC諧振網(wǎng)絡(luò)；和/或所述奇次諧波分量短路阻抗器件為三次諧波的λ/4短路阻抗變換線或三次諧波的λ/4短路LC諧振網(wǎng)絡(luò)；和/或所述偶次諧波分量短路阻抗器件為基頻的λ/8短路阻抗變換線或基頻的λ/8短路LC諧振網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Doherty功率放大器，該Doherty功率放大器包括并聯(lián)在輸入端和輸出端的載波功放和峰值功放、連接在載波功放和輸出端之間的載波功放的四分之一波長λ/4傳輸線和連接在輸入端和峰值功放之間的峰值功放的λ/4傳輸線，所述Doherty功率放大器進(jìn)一步包括級聯(lián)在載波功放和載波功放的λ/4傳輸線之間的第一λ/4阻抗變換器件和第二λ/4阻抗變換器件；級聯(lián)在峰值功放和輸出端之間的第三λ/4阻抗變換器件和第四λ/4阻抗變換器件。本發(fā)明保證了載波功放和峰值功放的負(fù)載阻抗在較大的功率等級范圍內(nèi)保持為最佳，從而保證了Doherty功放在較大的功率等級范圍內(nèi)保持高的效率。
文檔編號H03F1/07GK1858991SQ20061005858
公開日2006年11月8日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者吳劍鋒, 陳劍 申請人:華為技術(shù)有限公司