CN102427332A - Doherty功率放大器及提高其功放效率的方法、设备 - Google Patents

Doherty功率放大器及提高其功放效率的方法、设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种Doherty功率放大器及提高其功放效率的方法、设备。本发明一方面提供了提高Doherty功率放大器的功放效率的方法，该方法应用于具有两路并联的Doherty电路单元的Doherty功率放大器，每个Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，主功率放大器和峰值功率放大器采用并联的方式连接，方法包括：当Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间时，通过偏置电路调节两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压，使得峰值功率放大器处于关闭状态，两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态。本发明另一方面还提供了与方法相关的设备，有效达到节能降耗的目的。

Description

Doherty功率放大器及提高其功放效率的方法、设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及Doherty功率放大器及提高其功放效率的方法、设备。
背景技术
随着绿色环保、低碳经济理念在全球不断的推广，运行商对于无线通信系统的功耗降低的要求也越来越高。在无线通信系统中，基站设备中的射频功率放大器(简称功放)是整个系统的核心模块之一，射频功率放大器的重要指标是功放效率。数据分析表明，在整个基站设备中，射频功率放大器部分的能耗占到了总体能耗的60％左右，提高功率放大器的功放效率成为了降低基站设备功耗，降低运营商的运营成本的最有效手段。
多赫尔蒂(Doherty)功率放大器是无线通信系统目前最为广泛应用的一种高功率功率放大器技术，传统Doherty功率放大器包括：主功率放大器，峰值功率放大器等，其基本思想是有源负载牵引，具体为：主功率放大器工作在B类或者AB类，峰值放大器工作在C类，二者分别承担不同的输入信号功率，尽可能的使得两部分功率放大器都工作在各自的饱和区中，从而保证整个功率放大器在尽量大的输入信号功率范围内都保持较高的效率，同时保证一定的线性。
然而，发明人在研究中发现，传统的Doherty功率放大器虽然能够在保持主功率放大器偏置在AB类，峰值功率放大器偏置在C类及阻抗变换关系不变的情况下，根据系统业务量的大小，适时地调整漏压或者栅极电压，以提高低功率时的功率放大器效率，但是，经过实测，上述方法在峰值功率回退12dB时，即当传统Doherty功率放大器的输出功率处于低功率输出区间时，带来的功放效率提升不到10％，因此，如何提升Doherty功率放大器在低功率输出区间的功放效率，对于整个基站设备的节能降耗，仍然具有十分重要的意义。
发明内容
本发明提供了一种Doherty功率放大器及提高其功放效率的方法、设备，能够降低Doherty功率放大器在低功率输出区间的功耗，提高Doherty功率放大器的功放效率。
本发明一方面提供了一种提高多赫尔蒂Doherty功率放大器的功放效率的方法，该方法应用于具有两路并联的Doherty电路单元的Doherty功率放大器，每个Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，其中，主功率放大器和峰值功率放大器采用并联的方式连接，方法包括：当Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间时，通过偏置电路调节两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压，使得峰值功率放大器处于关闭状态，两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态。
本发明另一方面提供了一种多赫尔蒂Doherty功率放大器，包括：两个并联的Doherty电路单元且每个Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，主功率放大器与峰值功率放大器采用并联的方式连接。
本发明还提供了一种偏置电路，该偏置电路与多赫尔蒂Doherty功率放大器相连，Doherty功率放大器具有两路并联的Doherty电路单元，每个Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，主功率放大器和峰值功率放大器采用并联的方式连接，偏置电路分别与主功率放大器和峰值功率放大器的栅极相连，偏置电路包括：接收模块，用于接收控制电路发送的控制命令，控制命令中包含Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小；和栅压调节模块，与主功率放大器和峰值功率放大器的栅极相连并用于按照Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小，调节Doherty功率放大器中主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压。
本发明还提供了一种Doherty功率放大器装置，包括：Doherty功率放大器及偏置电路。
本发明还提供了一种Doherty功率放大器装置，包括：Doherty功率放大器、偏置电路和控制电路，Doherty功率放大器包括两个并联的Doherty电路单元且每个Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，主功率放大器与峰值功率放大器采用并联的方式连接；控制电路，用于检测Doherty功率放大器中两个主功率放大器工在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的输出功率，并根据输出功率向偏置电路发出控制命令；偏置电路用于接收控制电路发出的控制命令，根据控制命令对Doherty功率放大器的主功率放大器和峰值功率放大器的栅极电压进行调节。
本发明还提供了一种基站，包括Doherty功率放大器装置。
本发明还提供了一种通信系统，包括包含Doherty功率放大器的基站。
本发明还提供了一种提高Doherty功率放大器的功放效率的方法，应用于具有两路并联的Doherty电路单元的Doherty功率放大器，每个Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，主功率放大器和峰值功率放大器采用并联的方式连接，该方法包括：通过控制电路检测Doherty功率放大器中两个主功率放大器工在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的输出功率，并根据输出功率向偏置电路发出控制命令；通过偏置电路接收控制命令，并根据控制命令调节两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压。
从以上技术方案可以看出，本发明提供的Doherty功率放大器的功放效率的方法应用于具有两路并联的Doherty电路单元的Doherty功率放大器，其中，每个Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，且主功率放大器和峰值功率放大器采用并联的方式连接，并可通过偏置电路调节两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压，使得Doherty功率放大器可以根据需要工作在不同的场景，比如：峰值功率放大器处于关闭状态，两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态，达到降低Doherty功率放大器在低功率输出区间的功耗，提高Doherty功率放大器的功放效率的目的。
附图说明
图1为本发明实施例中一种Doherty功率放大器的结构图；
图2为本发明实施例中一种提高Doherty功率放大器的功放效率的方法的一个示意图；
图3为本发明实施例中偏置电路的一个示意图；
图4为本发明实施例中Doherty功率放大器装置的一个示意图；
图5为本发明实施例中的Doherty功率放大器的效率曲线；
图6为本发明实施例中的Doherty功率放大器的效率曲线；
图7为本发明实施例中的Doherty功率放大器的效率曲线；
图8为本发明实施例中的Doherty功率放大器的效率曲线。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种Doherty功率放大器及提高其功放效率的方法、设备，能够有效的降低Doherty功率放大器在低功率输出区间的功耗，提高Doherty功率放大器的功放效率。
Doherty功率放大结构由2个功放组成：一个主功放，一个辅助功放，主功放工作在B类或者AB类，辅助功放工作在C类。两个功率放大器不是轮流工作，而是主功率放大器一直工作，辅助功率放大器到设定的峰值才工作。主功率放大器后面所连的90°四分之一波长线是阻抗变换，目的是在辅助功率放大器工作时，起到将主功率放大器的视在阻抗减小的作用，保证辅助功率放大器工作的时候和后面的电路组成的有源负载阻抗变低，这样主功率放大器输出电流就变大。由于主功率放大器后面有了四分之一波长线，为了使两个功率放大器输出同相，在辅助功率放大器前面也需要90°相移。
主功率放大器工作在B类，当输入信号比较小的时候，只有主功率放大器处于工作状态；当管子的输出电压达到峰值饱和点时，理论上的效率能达到78.5％。如果这时候将激励加大一倍，那么，管子在达到峰值的一半时就出现饱和了，效率也达到最大的78.5％，此时辅助功率放大器也开始与主放大器一起工作(C类，门限设置为激励信号电压的一半)。辅助功率放大器的引入，使得从主功率放大器的角度看，负载减小了，因为辅助功率放大器对负载的作用相当于串连了一个负阻抗，所以，即使主功率放大器的输出电压饱和恒定，但输出功率因为负载的减小却持续增大(流过负载的电流变大了)。当达到激励的峰值时，辅助功率放大器也达到了自己效率的最大点，这样两个功率放大器合在一起的效率就远远高于单个B类功率放大器的效率。单个B类功率放大器的最大效率78.5％出现在峰值处，现在78.5％的效率在峰值的一半就出现了。所以这种系统结构能达到很高的效率(每个放大器均达到最大的输出效率)。
请参阅图1，为本发明实施例中的Doherty功率放大器的实施例，其中M代表主功率放大器，P代表峰值功率放大器，包括：
并联的第一Doherty电路单元101与第二Doherty电路单元102，其中，第一Doherty电路单元101包括第一主功率放大器103和第一峰值功率放大器104，且第一主功率放大器103与第一峰值功率放大器104采用并联的方式连接，第二Doherty电路单元102包括第二主功率放大器105和第二峰值功率放大器106，且第二主功率放大器105与第二峰值功率放大器106采用并联的方式连接。
需要说明的是，在本发明实施例中，Doherty功率放大器中的各功率放大器通过微带线连接，且符合Doherty功率放大器中微带线匹配原则，在实际应用中，可根据具体的情况确定使用的微带线的类型，此处不做限定。此外，本发明实施例中的Doherty功率放大器也可根据实际情况存在阻抗匹配网络或是调相网络，均可根据已有原则及技术进行实现，在此不再赘述。
需要说明的是，在本发明实施例中，Doherty功率放大器中的第一主功率放大器103、第一峰值功率放大器104、第二主功率放大器105及第二峰值功率放大器106的功率可根据具体的需要使用不同功率的功率放大器，例如：可将第一Doherty电路单元和第二Doherty电路单元均设置为对称Doherty功率放大器，或者第一Doherty电路单元和第一Doherty电路单元均设置为非对称Doherty功率放大器，因此，Doherty功率放大器中各功率放大器的功率值此处不做限定。
在本发明实施例中，第一主功率放大器103、第一峰值功率放大器104，第二主功率放大器及第二峰值功率放大器的栅极均与偏置电路相连，以使得当Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间时，偏置电路对该Doherty功率放大器中的主功率放大器和峰值功率放大器的栅极电压进行调整，使得两个峰值功率放大器处于关闭状态，两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态，达到降低功耗，提高功放效率的目的。其中，主功率放大状态指的是功放工作在B类或AB类状态，峰值功率放大状态指的是功放工作在C类状态。在本发明实施例中，请参阅图2，为本发明实施例中的一种提高Doherty功率放大器的功放效率的方法的实施例，该方法应用于图1所示的Doherty功率放大器，包括：
201、当Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间时，通过偏置电路接收控制电路发送的控制命令，控制命令中包含主功率放大器及峰值功率放大器当前所需的栅极电压的大小；
在本发明实施例中，控制电路可以实时检测Doherty功率放大器的输出功率，该输出功率可以是Doherty功率放大器的输出瞬时功率或者是输出平均功率，控制电路将根据Doherty功率放大器的输出功率确定Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器当前所需的栅极电压的大小参数，并将参数值携带在控制命令中发送给偏置电路，因此，当Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间时，偏置电路接收到控制电路发送的控制命令，该控制命令中包含Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小。其中，Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间为所述Doherty功率放大器中两个主功率放大器工作在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的功率输出小于一预设值。该预设值可以为通过模拟仿真等形式根据系统需求进行确定的。
需要说明的是，在本发明实施例中，Doherty功率放大器中的第一主功率放大器103、第一峰值功率放大器104、第二主功率放大器105及第二峰值功率放大器106的功率值确定之后，可通过模拟仿真的形式确定在不同的输出功率的情况下，Doherty功率放大器达到较高的功放效率时，Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小。因此，控制电路在检测到Doherty功率放大器当前的输出功率时，可确定该Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器当前所需的栅极电压的大小参数。
202、按照主功率放大器及峰值功率放大器当前所需的栅极电压的大小，调节主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压。
在本发明实施例中，当Doherty功率放大器的输出功率在低输出功率区间时，将通过偏置电路调节Doherty功率放大器中第一Doherty电路单元101和第二Doherty电路单元102中的第一主功率放大器103和第一峰值功率放大器104、第二主功率放大器405和第二峰值功率放大器106的栅极电压，具体的调节方式为：通过偏置电路接收控制电路发送的控制命令，该控制命令中包含主功率放大器及峰值功率放大器当前所需的栅极电压的大小，并按照主功率放大器及峰值功率放大器当前所需的栅极电压的大小，调节主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压，使得Doherty功率放大器中的第一峰值功率放大器104和第二峰值功率放大器106处于关闭状态，主功率放大器103和主功率放大器105分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态，到达降低Doherty功率放大器在低功率输出区间的功耗，提高Doherty功率放大器的功放效率的目的。
需要说明的是，本发明实施例中的低功率输出区间是指当Doherty功率放大器中的主功率放大器工作在主功率放大状态，峰值功率放大器工作在峰值功率放大状态时，Doherty功率放大器的功放效率曲线中的两个峰值点中，小于偏小的峰值点的对应的功率的功率区间。例如，若Doherty功率放大器的效率曲线中，出现峰值点的功率分别为0dB及-6dB，则该Doherty功率放大器的低输出功率区间为小于-6dB的区间。为了更好的理解，请参阅图5，为本发明实施例中当对称Doherty功率放大器的总功率归一化为0dB，且该Doherty功率放大器的主功率放大器工作在主功率放大状态，峰值功率放大器工作在峰值功率放大状态时，Doherty功率放大器的效率曲线。
本发明实施例中还提供一种偏置电路，该偏置电路与图1所示的实施例中的Doherty功率放大器相连，其中，该Doherty功率放大器包括：并联的第一Doherty电路单元101与第二Doherty电路单元102，其中，第一Doherty电路单元101包括第一主功率放大器103和第一峰值功率放大器104，且第一主功率放大器103与第一峰值功率放大器104采用并联的方式连接，第二Doherty电路单元102包括第二主功率放大器105和第二峰值功率放大器106，且第二主功率放大器105与第二峰值功率放大器106采用并联的方式连接。具体的，该偏置电路与第一主功率放大器103、第一峰值功率放大器104、第二主功率放大器105及第二主功率放大器106的栅极相连，用于在Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间时，调节主功率放大器和峰值功率放大器的栅极电压，使得两个峰值功率放大器处于关闭状态，两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态。
请参阅图3，为本发明实施例中的偏置电路的一个实施例，包括：
接收模块301，用于接收控制电路发送的控制命令，控制命令中包含Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小；
栅压调节模块302，分别与主功率放大器和峰值功率放大器的栅极相连，并用于按照Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小，调节Doherty功率放大器中主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压。
进一步的，所述接收模块301可以用于接收控制电路在检测所述输出功率小于一预设值时，发出的控制命令，所述控制命令包括所述Doherty功率放大器中的峰值功率放大器关闭所需的栅极电压大小，以及所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态所需的栅极电压的大小；
所述栅压调节模块302，可以用于根据所接收的控制命令，调节所述Doherty功率放大器中峰值功率放大器和主功率放大器的栅极电压，使得峰值功率放大器处于关闭状态，以及所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态。
在本发明实施例中的偏置电路能够有效的调节Doherty功率放大器的栅极电压，使得Doherty功率放大器工作在不同的场景下；还可以当Doherty功率放大器的输出功率处于低功率输出区间时，使得所连的该Doherty功率放大器的两个峰值功率放大器处于关闭状态，两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态，达到降低Doherty功率放大器的功耗，提高功放效率的目的。
请参阅图4，为本发明实施例中Doherty功率放大器装置的实施例，包括：
如图1所示的Doherty功率放大器401，及如图3所示的偏置电路402。
在本发明实施例中，偏置电路402接收控制电路发送的控制命令，该控制命令中可以包含Doherty功率放大器中的主功率放大器和峰值功率放大器所需的栅极电压的大小，使得偏置电路402能够调节Doherty功率放大器的栅极电压。进一步的，当Doherty功率放大器的输出功率处于低功率输出区间时，能够有效的降低Doherty功率放大器的功耗，提高功放效率。
进一步的，本发明实施例中的Doherty功率放大器装置还可以包括控制电路，其中
控制电路，用于检测Doherty功率放大器中两个主功率放大器工在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的输出功率，并根据所述输出功率向所述偏置电路发出控制命令；
偏置电路402用于接收控制电路发出的控制命令，根据控制命令对Doherty功率放大器的主功率放大器和峰值功率放大器的栅极电压进行调节。
其中，控制电路，还可以用于上述输出功率小于一预设值时，向所述偏置电路发出控制命令，所述控制命令包括所述Doherty功率放大器中的峰值功率放大器关闭所需的栅极电压大小，以及所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态所需的栅极电压的大小；
偏置电路402，还可以用于接收控制命令，并根据控制命令调节Doherty功率放大器中峰值功率放大器和主功率放大器的栅极电压，使得峰值功率放大器处于关闭状态，以及所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态。
需要说明的是，在本发明实施例中，图4所示的实施例中的Doherty功率放大器可应用于基站中，且包含图4所示实施例中的Doherty功率放大器装置的基站可应用于通信系统中。
在本发明实施例中，通过将两个Doherty电路单元并联构成Doherty功率放大器，其中Doherty电路单元包括采用并联方式连接的主功率放大器和峰值功率放大器，构成一种新的Doherty功率放大器。并当Doherty功率放大器的输出功率处于低功率输出区间时，通过偏置电路调节Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压，使得Doherty功率放大器中的峰值功率放大器处于关闭状态，两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态，利用Doherty功率放大器的工作原理，能够有效的提高Doherty功率放大器在低功率输出区间的功放效率，降低功耗。
为了更好的理解本发明中的Doherty功率放大器，下面将利用具体的工作场景说明本发明实施例中能够通过偏置电路调节Doherty功率放大器的栅极电压，达到降低功耗，提高功放效率的目的。
以Doherty功率放大器中的第一主功率放大器103、第一峰值功率放大器104、第二主功率放大器105及第二峰值功率放大器106的功率相同，且该Doherty功率放大器的输出总功率归一化为0dB的情况为例，该Doherty功率放大器的工作场景1和工作场景2分别为：
工作场景1：通过偏置电路调整第一主功率放大器103及第二主功率放大器105的栅极电压，使得第一主功率放大器103及第二主功率放大器105工作在主功率放大状态，通过设置第一峰值功率放大器104及第二峰值功率放大器106的栅极电压，使得第一峰值功率放大器104及第二峰值功率放大器106工作在峰值功率放大状态。
在上述工作场景1的情况下，按照Doherty功率放大器的工作原理，Doherty功率放大器中的第一主功率放大器103及第二主功率放大器105将工作在100欧姆至50欧姆的阻抗区间内，第一峰值功率放大器104及第二峰值功率放大器106将工作在开路高阻至50欧姆的阻抗区间内，且第一Doherty电路单元101，第二Doherty电路单元102独立工作，输入信号经过两个Doherty电路单元之后，在输出端进行功率合成，并将放大后的输入信号输出至负载，请参阅图5，为Doherty功率放大器在工作场景1的情况下的功率放大器效率曲线，其中，横轴代表Doherty功率放大器的输出功率，竖轴代表Doherty功率放大器的功放效率。
工作场景2：通过偏置电路设置第一主功率放大器103、第二主功率放大器105、第一峰值功率放大器104及第二峰值功率放大器106的栅极电压，使得第一主功率放大器103工作在峰值功率放大状态，第二主功率放大器105工作在主功率放大状态，第一峰值功率放大器104及第二峰值功率放大器106处于关闭状态。
在工作场景2的情况下，第一主功率放大器103与第二主功率放大器105将构成一个新的2路对称功率放大器，且按照Doherty功率放大器的工作原理，第一主功率放大器105工作在200欧姆至100欧姆的阻抗区间，第二主功率放大器103工作在开路高阻至100欧姆的阻抗区间内，且由于第一峰值功率放大器104及第二峰值功率放大器106处于关闭状态，输出端呈现开路特性，将不会影响第一主功率放大器103及第二主功率放大器105的电路特性。
在工作场景2下的Doherty功率放大器，其饱和功率比工作场景1的归一化基准功率低6dB，功放效率峰值点分别出现在-12dB和-6dB处，请参看图6，为包含工作场景2和工作场景1的Doherty功率放大器的效率曲线图，其中，横轴代表Doherty功率放大器的输出功率，竖轴代表Doherty功率放大器的功放效率。
在图6中，Doherty功率放大器在低功率输出区间(-6dB及以下)的效率得到显著提升，-12dB功率点效率由约40％提升到78.5％，-20dB功率点效率由约15％提升到约30％。
在实际应用中，可将工作场景1和工作场景2结合，即通过偏置电路调整Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压，使得Doherty功率放大器工作在不同的工作场景下，请参阅图7，为将工作场景1及工作场景2节结合后，Doherty功率放大器的效率曲线，当Doherty功率放大器的输出功率在-6dB至0dB区间内时，可调整Doherty功率放大器中的各功率放大器的栅极电压，使得主功率放大器工作在主功率放大状态，峰值功率放大器工作在峰值功率放大状态，即调整至工作场景1，当Doherty功率放大器的输出功率小于-6d时，可调整Doherty功率放大器中的各功率放大器的栅极电压，使得峰值功率放大器处于关闭状态，两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态，即调整至工作场景2，能够有效降低Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间的功耗，提高功放效率。
为了更好的说明，将以Doherty功率放大器中主Doherty功率放大器中的主功率放大器103与主功率放大器105的功率相同，峰值功率放大器104与峰值功率放大器106的功率相同，且峰值功率放大器的功率为主功率放大器的2倍，该Doherty功率放大器的输出总功率归一化为0dB为例，描述本发明实施例中的Doherty功率放大器的效率曲线，请参阅图8，为将两个工作场景下Doherty功率放大器的效率曲线结合后的效率曲线。
图8中-9.5dB至0dB之间的效率曲线为Doherty功率放大器在工作场景1下的效率曲线，工作场景1为功率放大器偏置电路通过调整Doherty功率放大器的栅极电压，使得第一主功率放大器103及第二主功率放大器105工作在主功率放大状态，且按照Doherty功率放大器的工作原理，第一主功率放大器103及第二主功率放大器105将工作在150欧姆至50欧姆的阻抗区间内，同时使得第一峰值功率放大器104及第二峰值功率放大器106工作在峰值功率放大状态，且工作在开路高阻至50欧姆的阻抗区间内。
图8中-25dB至-9.5dB之间的效率曲线为Doherty功率放大器在工作场景2下的效率曲线，工作场景2为功率放大器偏置电路通过调整设置Doherty功率放大器的栅极电压，使得第一主功率放大器103工作在峰值功率放大状态，且工作在开路高阻至150欧姆的阻抗区间，同时使得第二主功率放大器105工作在主功率放大状态，且工作在300欧姆至150欧姆的阻抗区间内，此外，第一峰值功率放大器104及第二峰值功率放大器106处于关闭状态。
因此，在本发明实施例中，偏置电路可调整Doherty功率放大器的栅极电压，使得Doherty功率放大器工作在不同的工作场景下，能够有效的提高Doherty功率放大器在低功率输出时的功放效率。
以上对本发明所提供的一种Doherty功率放大器及提高其功放效率的方法、设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (19)

1.一种提高多赫尔蒂Doherty功率放大器的功放效率的方法，其特征在于，应用于具有两路并联的Doherty电路单元的Doherty功率放大器，每个所述Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，所述主功率放大器和所述峰值功率放大器采用并联的方式连接，所述方法包括：
当Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间时，通过偏置电路调节所述两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压，使得所述峰值功率放大器处于关闭状态，所述两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过偏置电路调节包括：
通过所述偏置电路接收控制电路发送的控制命令，所述控制命令中包含所述主功率放大器及所述峰值功率放大器当前所需的栅极电压的大小；
按照所述主功率放大器及所述峰值功率放大器当前所需的栅极电压的大小，调节所述主功率放大器及所述峰值功率放大器的栅极电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间为所述Doherty功率放大器中两个主功率放大器工作在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的输出功率小于一预设值；
所述控制命令为所述控制电路检测到所述Doherty功率放大器中两个主功率放大器工作在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的输出功率小于一预设值时，向所述偏置电路发出的。
4.一种多赫尔蒂Doherty功率放大器，其特征在于，包括：
两个并联的Doherty电路单元，且每个所述Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，所述主功率放大器与所述峰值功率放大器采用并联的方式连接。
5.根据权利要求4所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器和两个峰值功率放大器的栅极均与偏置电路相连，以使所述Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间时，所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器及两个峰值功率放大器的栅极电压由所述偏置电路调节至所述两个峰值功率放大器处于关闭状态，两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态。
6.根据权利要求4或5所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述两个并联的Doherty电路单元中的每个均为对称Doherty功率放大电路。
7.根据权利要求4或5所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述Doherty功率放大器的输出功率在低功率输出区间为所述Doherty功率放大器中两个主功率放大器工作在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的输出功率小于一预设值。
8.一种偏置电路，其特征在于，所述偏置电路与多赫尔蒂Doherty功率放大器相连，所述Doherty功率放大器具有两路并联的Doherty电路单元，每个所述Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，所述主功率放大器和所述峰值功率放大器采用并联的方式连接，所述偏置电路分别与所述主功率放大器和所述峰值功率放大器的栅极相连，包括：
接收模块，用于接收控制电路发送的控制命令，所述控制命令中包含所述Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小；和
栅压调节模块，与所述主功率放大器和所述峰值功率放大器的栅极相连并用于按照所述Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小，调节所述Doherty功率放大器中主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压。
9.根据权利要求8所述的偏置电路，其特征在于，
所述接收模块进一步用于接收控制电路在检测所述输出功率小于一预设值时，发送的控制命令，所述控制命令包括所述Doherty功率放大器中的峰值功率放大器关闭所需的栅极电压大小，以及所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态所需的栅极电压的大小；
所述栅压调节模块，进一步用于根据所接收的控制命令，调节所述Doherty功率放大器中峰值功率放大器和主功率放大器的栅极电压，使得峰值功率放大器处于关闭状态，以及所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态。
10.一种Doherty功率放大器装置，其特征在于，包括权利要求4至7任意一项所述的Doherty功率放大器，及根据权利要求8或9所述的偏置电路。
11.根据权利要求10所述的Doherty功率放大器装置，其特征在于，所述偏置电路接收控制电路发送的控制命令，所述控制命令中包含所述Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小；
所述控制电路位于所述Doherty功率放大器装置内。
12.根据权利要求11所述的Doherty功率放大器装置，其特征在于，所述控制电路用于检测所述Doherty功率放大器中两个主功率放大器工作在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的输出功率，当输出功率小于一预设值时，向所述偏置电路发送所述控制命令。
13.一种Doherty功率放大器装置，其特征在于，包括Doherty功率放大器、偏置电路和控制电路，所述Doherty功率放大器包括两个并联的Doherty电路单元且每个所述Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，所述主功率放大器与所述峰值功率放大器采用并联的方式连接；
所述控制电路，用于检测所述Doherty功率放大器中两个主功率放大器工在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的输出功率，并根据所述输出功率向所述偏置电路发出控制命令；
所述偏置电路用于接收所述控制电路发出的控制命令，根据所述控制命令对所述Doherty功率放大器的主功率放大器和峰值功率放大器的栅极电压进行调节。
14.根据权利要求13所述的Doherty功率放大器装置，其特征在于，所述控制命令包含所述Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小。
15.根据权利要求13或14所述的Doherty功率放大器装置，其特征在于，所述控制电路，用于所述输出功率小于一预设值时，向所述偏置电路发送控制命令，所述控制命令包括所述Doherty功率放大器中的峰值功率放大器关闭所需的栅极电压大小，以及所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态所需的栅极电压的大小；
所述偏置电路，用于接收所述控制命令，并根据所述控制命令调节所述Doherty功率放大器中峰值功率放大器和主功率放大器的栅极电压，使得峰值功率放大器处于关闭状态，以及所述Doherty功率放大器中的两个主功率放大器分别处于主功率放大状态和峰值功率放大状态。
16.一种基站，其特征在于，包括如权利要求10至15任意一项所述的Doherty功率放大器装置。
17.一种通信系统，其特征在于，包括如权利要求16所述的基站。
18.一种提高多赫尔蒂Doherty功率放大器的功放效率的方法，其特征在于，应用于具有两路并联的Doherty电路单元的Doherty功率放大器，每个所述Doherty电路单元包括：主功率放大器和峰值功率放大器，所述主功率放大器和所述峰值功率放大器采用并联的方式连接，所述方法包括：
通过控制电路检测所述Doherty功率放大器中两个主功率放大器工在主功率放大状态，两个峰值功率放大器工作在峰值放大状态时的输出功率，并根据所述输出功率向所述偏置电路发出控制命令；
通过偏置电路接收所述控制命令，并根据所述控制命令调节所述两路并联的Doherty电路单元中的主功率放大器及峰值功率放大器的栅极电压。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述控制命令包含所述Doherty功率放大器中的主功率放大器及峰值功率放大器所需的栅极电压的大小。
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