CN107395131A - 一种Doherty功率放大器及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种Doherty功率放大器及移动终端，通过设置三功分器，以及与三功分器连接的三条功放链路，并且其中一条功放链路与三功分器之间还设置有射频开关，在Doherty功率放大器处于3G或4G工作状态时射频开关断开，只有两条功放链路工作，在Doherty功率放大器处于5G工作状态时，射频开关闭合，三条功放链路工作，这样，通过形成2加1路功放链路结构及射频开关，可以很好的解决Doherty功率放大器在5G工作状态时，向下兼容性问题，并且可以有效兼容3G和4G的功率放大电路与5G的功率放大电路，实现功率的差异化，使得Doherty功率放大器在低功率状态下仍然可以保持高效率工作。

Description

一种Doherty功率放大器及移动终端

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种Doherty功率放大器及移动终端。

背景技术

随着科技的发展进步，通信技术得到了飞速发展和长足的进步，而随着通信技术的提高，智能电子产品的普及提高到了一个前所未有的高度，越来越多的智能终端或移动终端成为人们生活中不可或缺的一部分，如智能手机、智能电视和电脑等。

在移动终端普及的同时，用户对移动终端所具备的功能种类和性能要求越来越高，如通信功能、音频功能、拍照功能、GPS定位功能和蓝牙功能等都已经成为智能终端或移动终端的必备功能。

而随着通信技术的不断发展，通信技术已经从3G和4G通信技术逐渐发展到了5G通信技术，而由于5G通信技术的中信号的调制方式与3G和4G通信技术的调制方式的不同，导致移动终端中的功率放大电路无法较好的同时兼容3G、4G和5G通信技术，而是3G和4G的功率放大电路与5G的功率放大电路是分开设置的，使用时容易导致功耗增加。

发明内容

本发明实施例提供一种Doherty功率放大器及移动终端，以解决现有的移动终端中无法兼容3G和4G的功率放大电路与5G的功率放大电路的问题。

本发明实施例提供了一种Doherty功率放大器，应用于移动终端，所述Doherty功率放大器包括三功分器、主功放链路、第一功放链路、第二功放链路及射频开关，所述三功分器的输入端与信号发射器连接，所述主功放链路及所述第一功放链路的输入端分别与所述三功分器的输出端连接，所述第二功放链路的输入端通过所述射频开关与所述三功分器的输出端连接，所述主功放链路及所述第二功放链路的输出端分别连接于负载，所述第一功放链路的输出端与所述主功放链路连接，所述主功放链路负责功率放大的作用，所述第一功放链路负责峰值放大的作用，所述第二功放链路负责饱和功率和效率的作用，当Doherty功率放大器处于3G或者4G工作状态时，所述射频开关断开，所述主功放链路与所述第一功放链路工作，当Doherty功率放大器处于5G工作状态时，所述射频开关闭合，所述主功放链路、所述第一功放链路及所述第二功放链路均工作。

本发明实施例还提供一种移动终端，所述移动终端包括Doherty功率放大器，应用于移动终端，其特征在于，所述Doherty功率放大器包括三功分器、主功放链路、第一功放链路、第二功放链路及射频开关，所述三功分器的输入端与信号发射器连接，所述主功放链路及所述第一功放链路的输入端分别与所述三功分器的输出端连接，所述第二功放链路的输入端通过所述射频开关与所述三功分器的输出端连接，所述主功放链路及所述第二功放链路的输出端分别连接于负载，所述第一功放链路的输出端与所述主功放链路连接，所述主功放链路负责功率放大的作用，所述第一功放链路负责峰值放大的作用，所述第二功放链路负责饱和功率和效率的作用，当Doherty功率放大器处于3G或者4G工作状态时，所述射频开关断开，所述主功放链路与所述第一功放链路工作，当Doherty功率放大器处于5G工作状态时，所述射频开关闭合，所述主功放链路、所述第一功放链路及所述第二功放链路均工作。

本发明实施例提供的Doherty功率放大器及移动终端，通过设置三功分器，以及与三功分器连接的三条功放链路，并且其中一条功放链路与三功分器之间还设置有射频开关，在Doherty功率放大器处于3G或4G工作状态时射频开关断开，只有两条功放链路工作，在Doherty功率放大器处于5G工作状态时，射频开关闭合，三条功放链路工作，这样，通过形成2加1路功放链路结构及射频开关，可以很好的解决Doherty功率放大器在5G工作状态时，向下兼容性问题，并且可以有效兼容3G和4G的功率放大电路与5G的功率放大电路，实现功率的差异化，使得Doherty功率放大器在低功率状态下仍然可以保持高效率工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的移动终端的立体示意图；

图2为图1中所示移动终端的天线系统的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明一实施例提供的移动终端的立体示意图。如图所示，本发明实施例提供一种移动终端10，所述移动终端10包括显示屏11及后壳12，所述后壳12包围所述显示屏11，并与所述显示屏11共同围成一个收容腔，所述移动终端10的主体支架、主板及摄像头模组等组件均可以收容于所述后壳12与所述显示屏11围成的收容腔中，其中，主体支架可以是用于承载所述移动终端10的各种电路和电池等电子元件的支架或板体。所述移动终端10还包括一显示区101及围绕显示区101的周边区102，显示区101用于实现所述移动终端10的显示功能及触控功能等。

此外，所述移动终端10还可以包括闪光灯、音量调节键和电源键等常规结构，在此不一一赘述。

本发明实施例中，上述移动终端可以任何例如：手机、平板电脑(Tablet PersonalComputer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digitalassistant，简称PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等具有通信功能的移动终端。

请参阅图2，图2为图1中所示移动终端的天线系统的电路图。如图2所示，所述移动终端10包括一天线系统，所述天线系统包括Doherty功率放大器13、信号收发器(图未示)及负载14，所述Doherty功率放大器13的一端与所述信号收发器连接，用于从所述信号收发器处接收调制信号和/或将接收到的通信信号发送给所述信号收发器，所述Doherty功率放大器13的另一端与所述负载14连接，用于通过所述负载14来发送和/或接受通信信号。优选的，本实施方式中，所述负载14可以为天线组件。

所述Doherty功率放大器13包括三功分器131、主功放链路132、第一功放链路133、第二功放链路134及射频开关135，所述三功分器131的输入端与所述信号收发器连接，用于从所述信号收发器处接收调制信号和/或将接收到的通信信号发送给所述信号收发器，所述主功放链路132及所述第一功放链路133的输入端分别与所述三功分器131的输出端连接，所述第二功放链路134的输入端通过所述射频开关135与所述三功分器131的输出端连接，所述主功放链路132及所述第二功放链路134的输出端分别与所述负载14连接，所述第一功放链路133的输出端与所述主功放链路132连接。

具体的，所述主功放链路132及所述第一功放链路133的输入端分别与所述三功分器131的主输出端及第一输出端连接，所述第二功放链路134的输入端通过所述射频开关135与所述三功分器131的第二输出端连接。其中，所述三功分器131三个输出端的功率分配比可以根据需求灵活调整，从而设计不同的功分器。

所述主功放链路132主要负责实现功率放大的作用，所述第一功放链路133主要负责实现峰值放大的作用，所述第二功放链路134主要负责实现饱和功率和效率的作用。当所述Doherty功率放大器13处于3G或4G工作状态时，所述射频开关135断开，所述主功放链路132与所述第一功放链路133工作，当所述Doherty功率放大器13处于5G工作状态时，所述射频开关135闭合，所述主功放链路132、所述第一功放链路133及所述第二功放链路134均工作。

这样，采用2加1路功放链路结构，以及设置射频开关，通过控制射频开关的闭合或断开，在Doherty功率放大器处于3G和4G工作状态下使用2路功放链路，在Doherty功率放大器处于5G工作状态下使用3路功放链路，不仅使5G功放电路具有良好的向下兼容性，并且有效兼容3G和4G通信技术及5G通信技术，还可以同时满足3G、4G和5G差异化功率要求，使得整体功放电路在低功率状态下仍然可以保持高效率。

所述主功放链路132包括主功率放大器1321、第一阻抗线1322及第二阻抗线1323，所述主功率放大器1321的输入端与所述三功分器131连接，具体的，所述主功率放大器1321的输入端与所述三功分器131的主输出端连接，所述主功率放大器1321的输出端依次通过所述第一阻抗线1322及所述第二阻抗线1323与所述负载14连接。

优选的，所述第一阻抗线1322及所述第二阻抗线1323为四分之一波长阻抗线。

所述第一功放链路133包括第一功率放大器1331及第三阻抗线1332，所述第一功率放大器1331的输入端通过所述第三阻抗线1332与所述三功分器131连接，具体的，所述第一功率放大器1331的输入端通过所述第三阻抗线1332与所述三功分器131的第一输出端连接，所述第一功率放大器1331的输出端连接于所述第一阻抗线1322与所述第二阻抗线1323之间，所述第一功率放大器1331通过所述第二阻抗线1323与所述负载14连接。

优选的，所述第三阻抗线1332为四分之一波长阻抗线。

所述主功率放大器1321及所述第一功率放大器1331的供电端连接于第一电源15。其中，所述主功放链路132中的主功率放大器1321可以是AB类功率放大器，并且所述主功放链路132可以工作在AB类状态，所述主功放链路132可以在信号较弱的情况下工作，并且具有良好的线性度，所述第一功放链路133中的第一功率放大器1331可以是C类功率放大器，并工作在C类状态，当输入信号增大并大于一定的阈值后，所述第一功放链路133中第一功率放大器1331启动，并且主要进行峰值放大的作用。

由四分之一波长阻抗线，即所述第一阻抗线1322和第二阻抗线1323组成的阻抗网络可以称为阻抗调制网络，可以用来对由所述主功放链路132及第一功放链路133组成的两路功放电路起到阻抗牵引作用，即在低功率下使得所述主功率放大器1321的输出端达到高阻状态，而在高功率状态下，实现两路功放电路的功率合路和阻抗匹配；而由四分之一波长阻抗线，即所述第三阻抗线1332组成的阻抗网络是为了平衡阻抗调制网络带来的相位差异。

其中，所述第一阻抗线1322、第二阻抗线1323和第三阻抗线1332的组织可以根据不同的功率分配比来灵活设计，比如，以1:1功率分配比为例，所述第一阻抗线1322的特征阻抗为50Ω，所述第二阻抗线1323的特征阻抗为37.5Ω，对应的所述第三阻抗线1332的特征阻抗为50Ω。

当所述Doherty功率放大器13处于3G或者4G低功率工作状态时，所述主功放链路132中的主功率放大器1321开启，所述第一功放链路133中的第一功率放大器1331关闭，当Doherty功率放大器处于3G或者4G高功率工作状态时，所述主功率放大器1321及所述第一功率放大器1331均开启，这样，所述主功放链路132与所述第一功放链路133组成两路功放电路，可以实现所述Doherty功率放大器13的3G和4G通信功能，使得所述Doherty功率放大器13可以保持回退情况下的高效率的表现。

所述第二功放链路134包括第二功率放大器1341、第四阻抗线1342及第五阻抗线1343，所述第二功率放大器1341的输入端通过所述第五阻抗线1343与所述射频开关135连接，所述第二功率放大器1341的输入端依次通过所述第五阻抗线1343及所述射频开关135与所述三功分器131的输出端连接，具体的，所述第二功率放大器1341的输入端依次通过所述第五阻抗线1343及所述射频开关135与所述三功分器131的第二输出端连接，所述第二功率放大器1341的输出端通过所述第四阻抗线1342与所述负载14连接，并且，所述第二功率放大器1341的输出端通过所述第四阻抗线1342连接于所述第二阻抗线1323与所述负载14之间。

优选的，所述第四阻抗线1342及所述第五阻抗线1343为四分之一波长阻抗线。其中，第四阻抗线1342及所述第五阻抗线1343的特征阻抗可以根据三路功放电路的功率分配比来设置。

所述第四阻抗线1342可以实现对所述第二功放链路134的阻抗牵引作用，而所述第五阻抗线1343可以实现对所述第二功放链路134的相位平衡作用。

所述第二功率放大器1341的供电端连接于第二电源16。其中，所述第二功放链路134中的第二功率放大器1341可以为C类功率放大器，并且所述第二功放链路134可以工作在C类状态。当所述Doherty功率放大器13处于5G工作模式时，所述射频开关135闭合，且所述第二功率放大器1341供电，这时，只有当所述第二功放链路134的输入信号增大并大于一定的阈值后，所述第二功放链路134中的第二功率放大器1341启动，并起到提高5G功放的饱和功率和效率的作用。

当所述Doherty功率放大器13处于5G低功率工作状态时，所述主功率放大器1321及所述第一功率放大器1331均开启，所述第二功率放大器1341关闭，当所述Doherty功率放大器13处于5G高功率工作状态时，所述主功率放大器1321、所述第一功率放大器1331及所述第二功率放大器1341均开启。这样，在5G工作状态下，三条功放链路形成的2加1路功放结构，既可以提高5G功放链路的饱和功率，又兼顾了深度回退条件下的效率要求，而且充分利用了3G和4G功放链路，可以较好的实现向下兼容性。

此外，所述主功放链路132中的主功率放大器1321及所述第一功放链路133中的第一功率放大器1331连接于第一电源15，所述第二功放链路134中的第二功率放大器1341连接于第二电源16，这样，通过分别设置所述第一电源15及第二电源16，使得2加1路功放结构中的2路功放电路与1路功放电路可以实现独立供电，可以分别连接系统的自适应电压控制管理器—APT，从而实现单独的APT的功能，更便于提高效率，再者，2加1路功放结构中的2路功放电路与1路功放电路可以实现独立供电，还可以实现5G功放链路以及3G和4G功放链路应用场合的完全独立，比如，在只用3G或者4G的场合，第二电源16的供电网络断开，使得所述第二功放链路134不工作，既能满足3G及4G功能的实现，还能降低移动终端10的功耗，提高续航能力，同时，还可以提高5G功放链路的向下兼容性。

由上述可知，本发明实施例提供的Doherty功率放大器及移动终端，通过设置三功分器，以及与三功分器连接的三条功放链路，并且其中一条功放链路与三功分器之间还设置有射频开关，在Doherty功率放大器处于3G或4G工作状态时射频开关断开，只有两条功放链路工作，在Doherty功率放大器处于5G工作状态时，射频开关闭合，三条功放链路工作，这样，通过形成2加1路功放链路结构及射频开关，可以很好的解决Doherty功率放大器在5G工作状态时，向下兼容性问题，并且可以有效兼容3G和4G的功率放大电路与5G的功率放大电路，实现功率的差异化，使得Doherty功率放大器在低功率状态下仍然可以保持高效率工作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种Doherty功率放大器，应用于移动终端，其特征在于，所述Doherty功率放大器包括三功分器、主功放链路、第一功放链路、第二功放链路及射频开关，所述三功分器的输入端与信号发射器连接，所述主功放链路及所述第一功放链路的输入端分别与所述三功分器的输出端连接，所述第二功放链路的输入端通过所述射频开关与所述三功分器的输出端连接，所述主功放链路及所述第二功放链路的输出端分别连接于负载，所述第一功放链路的输出端与所述主功放链路连接，所述主功放链路负责功率放大，所述第一功放链路负责峰值放大，所述第二功放链路负责饱和功率和效率，当所述Doherty功率放大器处于3G或者4G工作状态时，所述射频开关断开，所述主功放链路与所述第一功放链路工作，当所述Doherty功率放大器处于5G工作状态时，所述射频开关闭合，所述主功放链路、所述第一功放链路及所述第二功放链路均工作。

2.如权利要求1所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述主功放链路包括主功率放大器、第一阻抗线及第二阻抗线，所述主功率处放大器的输入端与所述三功分器连接，所述主功率放大器的输出端依次通过所述第一阻抗线及所述第二阻抗线与所述负载连接。

3.如权利要求2所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述第一功放链路包括第一功率放大器及第三阻抗线，所述第一功率放大器的输入端通过所述第三阻抗线与所述三功分器连接，所述第一功率放大器的输出端连接于所述第一阻抗线与所述第二阻抗线之间。

4.如权利要求3所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述主功率放大器及所述第一功率放大器的供电端连接于第一电源。

5.如权利要求2所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述第二功放链路包括第二功率放大器、第四阻抗线及第五阻抗线，所述第二功率放大器的输入端通过所述第五阻抗线与所述射频开关连接，所述第二功率放大器的输出端通过所述第四阻抗线连接于所述第二阻抗线与所述负载之间。

6.如权利要求1所述的Doherty功率放大器，其特征在于，所述主功放链路工作在AB类状态，所述第一功放链路及所述第二功放链路工作在C类状态。

7.如权利要求3所述的Doherty功率放大器，其特征在于，当Doherty功率放大器处于3G或者4G低功率工作状态时，所述主功率放大器开启，所述第一功率放大器关闭，当Doherty功率放大器处于3G或者4G高功率工作状态时，所述主功率放大器及所述第一功率放大器均开启。

8.如权利要求3所述的Doherty功率放大器，其特征在于，当所述Doherty功率放大器处于5G低功率工作状态时，所述主功率放大器及所述第一功率放大器均开启，所述第二功率放大器关闭，当Doherty功率放大器处于5G高功率工作状态时，所述主功率放大器、所述第一功率放大器及所述第二功率放大器均开启。

9.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1至8中任一项所述的Doherty功率放大器。