CN115577666A - 确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法 - Google Patents

确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法，包括：在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输入匹配电路、辅助功放、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的辅助功放仿真电路；将补偿线的电长度设为可调节状态；设置辅助功放为回退状态，并将第二端口阻抗的阻抗值设为预设高阻抗值；获取辅助功放仿真电路的史密斯圆，并根据史密斯圆获取第二端口阻抗的S参数；旋转史密斯圆的中心频点，使中心频点对应的阻抗值变为与预设高阻抗值相同；确定阻抗值为预设高阻抗值时的电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。本发明采用史密斯圆进行图解求得补偿线的电长度，提高了工作效率。

Description

确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法。
背景技术
Doherty架构是一种常用的功率放大器结构，其现有结构如图1所示，包括功分器、主功放、辅助功放以及负载调制网络，图1中，RF信号经由功分器将输入功率按功分比1：n分为两路，功分器的功分比可按照调制信号的峰均比来确定，分别输入主功放与辅助功放；主路功放电路，输入匹配电路与主功放相连，Pin可以实现以最大功率传输至功放管，后与输出匹配电路连接，使主功放的输出阻抗与负载阻抗相匹配，以获得最大的功率传输；同理，辅助功放也采取这种方法，保证两路功放合路后可以输出最大功率，减少反射。
然而在Doherty架构中，两路功放工作状态的偏置不同，主功放偏置工作在AB类，辅助功放偏置工作在C类，由于两路的工作偏置不同，导致两路的功放的工作开启时间不同，两路功放的负载阻抗处于动态变化中。例如，设功率饱和时主功放输出阻抗为Zm＝Z0，两路功放输入功率比为1：n，由功率公式(1)：
P＝U2/R (1)；
可知，两路功放的输出阻抗之比为n：1，辅助功放功率饱和时Zp等于Z0/n，合路点阻抗满足(2)：
Figure BDA0003903076260000021
当功放功率处于回退状态时，辅助功放不工作，其负载阻抗为无穷大，负载端为开路状态，当辅助功放开启正常工作时，功率饱和时Zp等于(Z0/n)Ω，由于辅助功放工作过程中负载阻抗处于动态变化中，由∞变换至Z0/n，故需要额外添加补偿线，改善回退工作状态下的阻抗匹配，保证回退时的工作效率。
然而在现有技术中，基于预设的信号峰均比确定功率回退点需求以及峰值功率比的过程需要经过一系列的公式计算，并在得到上述参数以后才能确定辅助功放的补偿线C的具体电长度，这个过程非常复杂，不利于快速地获取电长度参数，以满足功放设计流程的要求。
发明内容
本发明实施例提供一种确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法，旨在解决现有技术对于辅助功放补偿线电长度的确认过程需要大量计算、较为复杂的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法，所述方法包括以下步骤：
在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输入匹配电路、辅助功放、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的辅助功放仿真电路；
将所述补偿线的电长度设为可调节状态；
设置所述辅助功放为回退状态，并将所述第二端口阻抗的阻抗值设为预设高阻抗值；
获取所述辅助功放仿真电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第二端口阻抗的S参数；
旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同；
确定所述中心频点的阻抗值为所述预设高阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
更进一步地，所述电长度的初始长度为0mm。
更进一步地，在所述旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同的步骤中，根据所述S参数确定所述第二端口阻抗的阻抗值并保持不变。
更进一步地，所述仿真环境基于ADS。
第二方面，本发明实施例还提供一种确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的系统，包括：
仿真模块，用于在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输入匹配电路、辅助功放、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的辅助功放仿真电路；
补偿线长度初始模块，用于将所述补偿线的电长度设为可调节状态；
功放回退模块，用于设置所述辅助功放为回退状态，并将所述第二端口阻抗的阻抗值设为预设高阻抗值；
史密斯圆获取模块，用于获取所述辅助功放仿真电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第二端口阻抗的S参数；
阻抗调节模块，用于旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同；
电长度输出模块，用于确定所述中心频点的阻抗值为所述预设高阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
第三方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中任意一项所述的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法中的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任意一项所述的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法中的步骤。
本发明所达到的有益效果，由于根据Doherty架构功放的工作原理来分析辅助功放的工作状态以及负载阻抗的变化过程，依据实际工作信号的回退需要，基于ADS搭建辅助功放回退时的工作环境，并进一步采用史密斯圆进行图解求得补偿线的电长度，从而避免了复杂的计算过程，提高了功率放大器设计工作的效率。
附图说明
图1是Doherty架构现有结构的示意图；
图2是本发明实施例提供的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法的步骤流程示意图；
图3是本发明实施例设计的仿真辅助功放电路的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的未添加补偿线时辅助功放仿真电路第二端口阻抗的史密斯圆示意图；
图5是本发明实施例添加补偿线时辅助功放仿真电路第二端口阻抗的史密斯圆示意图；
图6是本发明实施例提供的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的系统的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图2，图2是本发明实施例提供的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法的步骤流程示意图，具体包括以下步骤：
S101、在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输入匹配电路、辅助功放、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的辅助功放仿真电路。
更进一步地，所述仿真环境基于ADS。ADS(Advance Design System)是一种常用的射频、微波和信号完整性和电源完整性设计平台，具体的，请参照图3，图3是本发明实施例设计的仿真辅助功放电路的结构示意图，所述第一端口阻抗Term1连接所述输入匹配电路，所述输入匹配电路连接所述辅助功放，所述辅助功放连接所述输出匹配电路，所述输出匹配电路连接所述补偿线，最终再由所述补偿线连接所述第二端口阻抗Term2。
S102、将所述补偿线的电长度设为可调节状态。
更进一步地，所述电长度的初始长度为0mm。
S103、设置所述辅助功放为回退状态，并将所述第二端口阻抗的阻抗值设为预设高阻抗值。
当所述辅助功放处于回退状态时，所述辅助功放仿真电路的总输出为开路状态，因此将Term2的阻抗设置为所述预设高阻抗值，所述预设高阻抗值可以根据实际需要设定。
S104、获取所述辅助功放仿真电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第二端口阻抗的S参数。
所述史密斯圆是一种高频电路之间的阻抗匹配时使用的图像，其被电阻线的横线分成上下两个半区，上半部分叫电感区，那里所有点的虚部值都为正；下半部分叫电容区，那里所有点的虚部值都为负。在本发明实施例中，所述史密斯圆通过ADS软件构建的仿真数据得到，示例性的，请参照图4，图4是本发明实施例提供的未添加补偿线时辅助功放仿真电路第二端口阻抗的史密斯圆示意图，此时，Doherty架构中主功放和辅助功放之间的公分比n取值为1.5，所述第一端口阻抗的阻抗值为50欧姆，所述辅助功放仿真电路的工作频段为3.4GHz至3.6GHz。
S105、旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同。
更进一步地，在所述旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同的步骤中，根据所述S参数确定所述第二端口阻抗的阻抗值并保持不变。
S106、确定所述中心频点的阻抗值为所述预设高阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
示例性的，请参照图5，图5是本发明实施例添加补偿线时辅助功放仿真电路第二端口阻抗的史密斯圆示意图，经过步骤S105对所述中心频点进行调节后，可以得到模拟电路具有补偿线时的各项参数，进而通过比较前后的所述第二端口阻抗的阻抗值的大小，得到所述补偿线的所述电长度的数值大小。
本发明所达到的有益效果，由于根据Doherty架构功放的工作原理来分析辅助功放的工作状态以及负载阻抗的变化过程，依据实际工作信号的回退需要，基于ADS搭建辅助功放回退时的工作环境，并进一步采用史密斯圆进行图解求得补偿线的电长度，从而避免了复杂的计算过程，提高了功率放大器设计工作的效率。
本发明实施例还提供一种确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的系统，请参照图6，图6是本发明实施例提供的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的系统的结构示意图，所述确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的系统200包括：
仿真模块201，用于在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输入匹配电路、辅助功放、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的辅助功放仿真电路；
补偿线长度初始模块202，用于将所述补偿线的电长度设为可调节状态；
功放回退模块203，用于设置所述辅助功放为回退状态，并将所述第二端口阻抗的阻抗值设为预设高阻抗值；
史密斯圆获取模块204，用于获取所述辅助功放仿真电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第二端口阻抗的S参数；
阻抗调节模块205，用于旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同；
电长度输出模块206，用于确定所述中心频点的阻抗值为所述预设高阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
所述确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的系统200能够实现如上述实施例中的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机设备，请参照图7，图7是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图，所述计算机设备300包括：存储器302、处理器301及存储在所述存储器302上并可在所述处理器301上运行的计算机程序。
所述处理器301调用所述存储器302存储的计算机程序，执行本发明实施例提供的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法中的步骤，请结合图2，具体包括：
S101、在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输入匹配电路、辅助功放、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的辅助功放仿真电路。
更进一步地，所述仿真环境基于ADS。
S102、将所述补偿线的电长度设为可调节状态。
更进一步地，所述电长度的初始长度为0mm。
S103、设置所述辅助功放为回退状态，并将所述第二端口阻抗的阻抗值设为预设高阻抗值。
S104、获取所述辅助功放仿真电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第二端口阻抗的S参数。
S105、旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同。
更进一步地，在所述旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同的步骤中，根据所述S参数确定所述第二端口阻抗的阻抗值并保持不变。
S106、确定所述中心频点的阻抗值为所述预设高阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
本发明实施例提供的计算机设备300能够实现如上述实施例中的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法中的各个过程及步骤，且能实现相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式用等同变化，均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种确定Doherty架构辅助功放补偿线电长度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输入匹配电路、辅助功放、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的辅助功放仿真电路；
将所述补偿线的电长度设为可调节状态；
设置所述辅助功放为回退状态，并将所述第二端口阻抗的阻抗值设为预设高阻抗值；
获取所述辅助功放仿真电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第二端口阻抗的S参数；
旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同；
确定所述中心频点的阻抗值为所述预设高阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
2.如权利要求1所述的确定Doherty架构辅助功放补偿线电长度的方法，其特征在于，所述电长度的初始长度为0mm。
3.如权利要求1所述的确定Doherty架构辅助功放补偿线电长度的方法，其特征在于，在所述旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同的步骤中，根据所述S参数确定所述第二端口阻抗的阻抗值并保持不变。
4.如权利要求1所述的确定Doherty架构中辅助功放补偿线电长度的方法，其特征在于，所述仿真环境基于ADS软件。
5.一种确定Doherty架构辅助功放补偿线电长度的系统，其特征在于，包括：
仿真模块，用于在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输入匹配电路、辅助功放、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的辅助功放仿真电路；
补偿线长度初始模块，用于将所述补偿线的电长度设为可调节状态；
功放回退模块，用于设置所述辅助功放为回退状态，并将所述第二端口阻抗的阻抗值设为预设高阻抗值；
史密斯圆获取模块，用于获取所述辅助功放仿真电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第二端口阻抗的S参数；
阻抗调节模块，用于旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的阻抗值变为与所述预设高阻抗值相同；
电长度输出模块，用于确定所述中心频点的阻抗值为所述预设高阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
6.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的确定Doherty架构辅助功放补偿线电长度的方法中的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任意一项所述的确定Doherty架构辅助功放补偿线电长度的方法中的步骤。
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