CN111682852B - 基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器 - Google Patents

基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器，属于微波电路领域，包括主功放模块(1)、辅助功放模块(2)、不等分功分模块(3)、相位功分可调电桥(4)以及相移模块(5)；所述主功放模块1包括并联的第一路主功放和第二路主功放，所述不等分功分模块的输出端分别与第一路主功放、相位功分可调电桥(4)的输入端连接；所述相位功分可调电桥(4)的输出端分别与第二路主功放、辅助功放的输入端连接；所述第一路主功放、第二路主功放的输出端通过相移模块(5)补偿后与辅助模块(2)的输出端合成为总输出端。

Description

基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器
技术领域
本发明属于微波电路领域，涉及一种基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器。
背景技术
随着无线通讯的发展和不断进步，整个无线系统对能耗的要求越来越高，因此功放的效率度显得越来越重要，为了获得较高的效率，通常采用LINC功放电路结构、ET技术，EER技以及多尔蒂(Doherty)功放等方法，前三者将导致功放较低的线性度或复杂的结构。而在多尔蒂(Doherty)功放方案中，同时获得较高的效率和较好的线性度是比较困难的。
目前，为了提高多尔蒂(Doherty)功放的效率和线性度，N-路和不平衡多尔蒂(Doherty)功放方案被广泛研究。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于功分相位可调电桥实现的高效率三路多尔蒂(Doherty)功率放大器。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器，包括主功放模块1、辅助功放模块2、不等分功分模块3、相位功分可调电桥4以及相移模块5；
所述主功放模块1包括并联的第一路主功放和第二路主功放，所述不等分功分模块的输出端分别与第一路主功放、相位功分可调电桥4的输入端连接；所述相位功分可调电桥4的输出端分别与第二路主功放、辅助功放的输入端连接；所述第一路主功放、第二路主功放的输出端通过相移模块5补偿后与辅助模块2的输出端合成为总输出端。
进一步，所述相位功分可调电桥4为具有相位功分可调的90°电桥，包括3dB电桥与反射网络，所述3dB电桥包括连接成环状的第一微带线21、第二微带线22、第三微带线23、第四微带线24；所述反射网络包括与3dB电桥输出端连接的第一π形网络等效传输线、第二π形网络等效传输线；所述第一π形网络传输线包括第五微带线11、第一变容二极管D11、第二变容二极管D12；所述第二π形网络等效传输线包括第六微带线12、第三变容二极管D21、第四变容二极管D22；所述第一变容二极管D11、D12分别通入反向直流偏压V1、V2；第三变容二极管D21、D22分别通入反向直流偏压V3、V4；所述第五微带线11与第二路主功放的输入端连接，第六微带线12与辅助功放模块的输入端连接。
进一步，所述反向直流偏压V1、V2、V3、V4的直流偏置电压的可调范围是0～12V。
进一步，所述功放模块1、辅助功放模块2、不等分功分模块3、相位功分可调电桥4以及相移模块5皆采用厚度为0.254mm，介电常数3.48的RO4350介质基板。
进一步，第一微带线21的宽度为W21，长度为L21；第二微带线22的宽度为W22，长度为L22；第三微带线23的宽度为W23，长度为L23；第四微带线24的宽度为W24，长度为L24；第五微带线11的宽度为W11，长度为L11；第六微带线12的宽度为W12，长度为L12；其中L21＝L23＝22.9mm，W21＝W23＝3.68mm；L22＝L24＝21.5mm，W22＝W24＝2.49mm；L11＝L12＝1.91mm，W11＝W12＝0.91mm。
本发明的有益效果在于：
本发明将传统的多尔蒂(Doherty)功放中辅助模块前面的1/4波长传输线用功分相位可调的90°电桥替代，通过改变可变二极管的反向直流偏压，就能够调整主功放模块与辅助模块的功率比，提高了整个多尔蒂(Doherty)放大器的回退范围，且利用不等分功分模块3与可调电桥4实现三路功放使得整个多尔蒂(Doherty)效率提高，同时保持了一定的线性度，不需要外加其它复杂电路，体积小易于与其它微波电路集成，具有很强的实用性及应用前景。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为基于功分相位可调电桥的高效率三路多尔蒂(Doherty)功率放大器的电路图；
图2为可调电桥的结构图。
附图标记：主功放模块1、辅助功放模块2、不等分功分模块3、相位功分可调电桥4、相移模块5、第一微带线21、第二微带线22、第三微带线23、第四微带线24、第五微带线11、第一变容二极管D11、第二变容二极管D12、第六微带线12、第三变容二极管D21、第四第四变容二极管D22。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，一种基于功分相位可调电桥实现的高效率三路多尔蒂(Doherty)功率放大器，包括并联连接的两路主功放模块1和辅助功放模块2，不等分功分模块3、具有相位功分可调的90°电桥4、以及相移模块5。所述多尔蒂(Doherty)功率放大器的总输入端与功分器的输入端相对应；不等分功分模块3的输出端分别与主功放模块1的第一路主功放及相位功分可调电桥4的输入端相连接；所述主功放模块1的输出端通过相移模块5补偿后与辅助模块2的输出端合成为总输出端。
本发明基于可调电桥的三路多尔蒂(Doherty)功率放大器中采用功分相位可调分支电桥结构替代了传统多尔蒂(Doherty)功放中辅助功放模块的1/4波长传输线，通过改变可变二极管的直流偏压V1、V2、V3、V4来改变主功放模块与辅助功放模块的功率比，且用可调电桥与功分器实现三路功放提高了整个多尔蒂(Doherty)功放的效率。
如图2所示，功率相位可调电桥由3dB电桥与反射网络构成，3dB电桥由第一微带线21，第二微带线22，第三微带线23，第四微带线24组成。第一微带线21的宽度为W21，长度为L21；第二微带线22的宽度为W22，长度为L22；第三微带线23的宽度为W23，长度为L23；第四微带线24的宽度为W24，长度为L24。反射网络包括第一π形网络等效传输线、第二π形网络等效传输线。第一π形网络传输线包括第五微带线11、第一变容二极管D11、第二变容二极管D12；第二π形网络等效传输线包括第六微带线12、第三变容二极管D21、第四变容二极管D22。变容二极管D11、D12分别通入反向直流偏压V1、V2；变容二极管D21、D22分别通入反向直流偏压V3、V4。第一，第二π形网络等效传输线的左端分别与3dB电桥的输出端相连接，第一π形网络等效传输线的右端与第二路主功放的输入端相连接，第二π形网络的右端与辅助功放模块的输入端相连接。反向直流偏压V1、V2、V3、V4的直流偏置电压的可调范围是0～12V。第五微带线11的宽度为W11，长度为L11；第六微带线12的宽度为W12，长度为L12。
在所述变容D11，D12分别施加反向直流偏置电压V1，V2，在所述变容电容D21，D22分别施加反向直流偏置电压V3，V4。通过改变变容二极管的反向直流偏置电压，来调整输入主功放和辅助功放的功率分配比和相位，在大功率回退条件下，改善整个多尔蒂(Doherty)功放的效率。
所述多尔蒂(Doherty)功率放大器的功放模块1和辅助功放模块2，不等分功分模块3、具有相位功分可调的90°电桥4、以及相移模块5皆采用厚度为0.254mm，介电常数3.48的RO4350介质基板。
在本实施实例中，L21＝L23＝22.9mm，W21＝W23＝3.68mm；L22＝L24＝21.5mm，W22＝W24＝2.49mm；L11＝L12＝1.91mm，W11＝W12＝0.91mm。整个多尔蒂(Doherty)功放的功率附加效率较传统的多尔蒂(Doherty)功放得到很大提高。
本发明通过改变变容二极管的直流反向偏置电压来调节变容二极管的容值，进而实现反射网络反射系数的改变，从而改变主功放模块与辅助功放模块的功率比，利用不等分模块与功率相位可调电桥实现三路功放，在大范围的回退条件下，实现提高整个功放的效率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器，其特征在于：包括主功放模块(1)、辅助功放模块(2)、不等分功分模块(3)、相位功分可调电桥(4)以及相移模块(5)；
所述主功放模块(1)包括并联的第一路主功放和第二路主功放，所述不等分功分模块的输出端分别与第一路主功放、相位功分可调电桥(4)的输入端连接；所述相位功分可调电桥(4)的输出端分别与第二路主功放、辅助功放模块(2)的输入端连接；所述主功放模块(1)的输出端通过相移模块(5)补偿后与辅助功放模块(2)的输出端合成为总输出端。
2.根据权利要求1所述的基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器，其特征在于：所述相位功分可调电桥(4)为具有相位功分可调的90°电桥，包括3dB电桥与反射网络，所述3dB电桥包括连接成环状的第一微带线(21)、第二微带线(22)、第三微带线(23)、第四微带线(24)；所述反射网络包括与3dB电桥输出端连接的第一π形网络等效传输线、第二π形网络等效传输线；所述第一π形网络等效传输线包括第五微带线(11)、第一变容二极管(D11)、第二变容二极管(D12)；所述第二π形网络等效传输线包括第六微带线(12)、第三变容二极管(D21)、第四变容二极管(D22)；所述第一变容二极管(D11)、(D12)分别通入反向直流偏压V1、V2；第三变容二极管(D21)、(D22)分别通入反向直流偏压V3、V4；所述第五微带线(11)与第二路主功放的输入端连接，第六微带线(12)与辅助功放模块的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器，其特征在于：所述反向直流偏压V1、V2、V3、V4的直流偏置电压的可调范围是0～12V。
4.根据权利要求1所述的基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器，其特征在于：所述主功放模块(1)、辅助功放模块(2)、不等分功分模块(3)、相位功分可调电桥(4)以及相移模块(5)皆采用厚度为0.254mm，介电常数3.48的RO4350介质基板。
5.根据权利要求2所述的基于功分比和相位可调电桥的高效率三路多尔蒂功率放大器，其特征在于：第一微带线(21)的宽度为W21，长度为L21；第二微带线(22)的宽度为W22，长度为L22；第三微带线(23)的宽度为W23，长度为L23；第四微带线(24)的宽度为W24，长度为L24；第五微带线(11)的宽度为W11，长度为L11；第六微带线(12)的宽度为W12，长度为L12；其中L21＝L23＝22.9mm，W21＝W23＝3.68mm；L22＝L24＝21.5mm，W22＝W24＝2.49mm；L11＝L12＝1.91mm，W11＝W12＝0.91mm。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115776282A (zh) * 2021-09-09 2023-03-10 中兴通讯股份有限公司 功率放大器架构、控制方法、电路板以及控制器
CN114301400A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 重庆邮电大学 基于变容二极管加载开口谐振环的5g高效率多尔蒂功放

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880633A (en) * 1997-05-08 1999-03-09 Motorola, Inc. High efficiency power amplifier
CN102165686A (zh) * 2008-09-30 2011-08-24 北方电讯网络有限公司 利用偏压供给调制的增强型多尔蒂放大器
CN203632621U (zh) * 2013-12-03 2014-06-04 福建三元达通讯股份有限公司 一种使用CRLH-TL补偿线提高Doherty功放线性的电路
CN104579179A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 飞思卡尔半导体公司 分功器的自适应调节
CN105915182A (zh) * 2016-04-11 2016-08-31 重庆邮电大学 基于铁电电容的后失真线性化多尔蒂功放
CN106257827A (zh) * 2015-06-17 2016-12-28 中兴通讯股份有限公司 对称多赫蒂Doherty功放电路装置及功率放大器
JP2017163323A (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 富士通株式会社 電力増幅装置および電力増幅装置の制御方法
CN107508559A (zh) * 2017-08-07 2017-12-22 电子科技大学 一种新型数字双输入三路Doherty功率放大装置
CN207399144U (zh) * 2017-11-07 2018-05-22 南京国博电子有限公司 一种宽带多尔蒂功率放大器
CN207835415U (zh) * 2018-01-26 2018-09-07 华南理工大学 一种载波功放共用的双频三路Doherty功率放大器
CN110324010A (zh) * 2019-08-05 2019-10-11 重庆邮电大学 一种基于超导材料的极寒地区多尔蒂基站功率放大器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101534093B (zh) * 2009-04-14 2011-08-10 武汉正维电子技术有限公司 用于移动通信基站系统功率放大器的末级三路功率合成放大电路

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880633A (en) * 1997-05-08 1999-03-09 Motorola, Inc. High efficiency power amplifier
CN102165686A (zh) * 2008-09-30 2011-08-24 北方电讯网络有限公司 利用偏压供给调制的增强型多尔蒂放大器
CN104579179A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 飞思卡尔半导体公司 分功器的自适应调节
CN203632621U (zh) * 2013-12-03 2014-06-04 福建三元达通讯股份有限公司 一种使用CRLH-TL补偿线提高Doherty功放线性的电路
CN106257827A (zh) * 2015-06-17 2016-12-28 中兴通讯股份有限公司 对称多赫蒂Doherty功放电路装置及功率放大器
JP2017163323A (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 富士通株式会社 電力増幅装置および電力増幅装置の制御方法
CN105915182A (zh) * 2016-04-11 2016-08-31 重庆邮电大学 基于铁电电容的后失真线性化多尔蒂功放
CN107508559A (zh) * 2017-08-07 2017-12-22 电子科技大学 一种新型数字双输入三路Doherty功率放大装置
CN207399144U (zh) * 2017-11-07 2018-05-22 南京国博电子有限公司 一种宽带多尔蒂功率放大器
CN207835415U (zh) * 2018-01-26 2018-09-07 华南理工大学 一种载波功放共用的双频三路Doherty功率放大器
CN110324010A (zh) * 2019-08-05 2019-10-11 重庆邮电大学 一种基于超导材料的极寒地区多尔蒂基站功率放大器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李莎 ; 娄贝贝 ; 焦天栋 ; 闪赛 ; .Doherty型放大器专利技术综述.河南科技.2015,(第20期),第75-76页. *

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