CN118137980A - 多路Doherty功率放大装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多路Doherty功率放大装置及其实现方法；该多路Doherty功率放大装置通过配置有第一补偿线、第二补偿线分别将主功率放大器、辅助功率放大器的输出负载阻抗调整至高阻状态，配置有第一阻抗变换器、第二阻抗变换器，用于对输出负载阻抗进行调制，以使输出负载阻抗处于最优状态，从而拓宽多路Doherty功率放大装置的带宽。

Description

多路Doherty功率放大装置及其实现方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种多路Doherty功率放大装置及其实现方法。

背景技术

目前，对于通信设备的功耗要求日益提高，而射频功率放大器（Radio FrequencyPower Amplifier，RF PA）作为通信设备中耗能较高的部件，往往采用Doherty技术来进行节能降耗。

然而，随着通信带宽的提升，以及更高阶调制的应用，传统的多路Doherty功率放大装置难以满足目前大带宽应用情况下的功耗要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种拓宽多路Doherty功率放大装置的带宽的多路Doherty功率放大装置及其实现方法。

第一方面，本申请提供了一种多路Doherty功率放大装置，包括：

第一放大电路，包括主功率放大器、第一补偿线和第一阻抗变换器，主功率放大器的输出端通过第一补偿线连接至第一阻抗变换器的一端，第一阻抗变换器的另一端连接至合路点；其中，合路点用于连接负载；

第二放大电路，包括辅助功率放大器、第二补偿线和第二阻抗变换器，辅助功率放大器的输出端通过第二补偿线连接至第二阻抗变换器的一端，第二阻抗变换器的另一端连接至合路点；其中，第二放大电路的数量为至少一个。

在其中一个实施例中，第二阻抗变换器包括第一阻抗变换线和第二阻抗变换线；

辅助功率放大器的输出端依次通过第二补偿线、第一阻抗变换线和第二阻抗变换线连接至合路点。

在其中一个实施例中，多路Doherty功率放大装置还包括：

功率分配网络，功率分配网络的输入端用于连接射频源，功率分配网络的输出端分别连接第一放大电路的输入端和至少一个第二放大电路的输入端。

在其中一个实施例中，功率分配网络包括功率分配器、第三补偿线和至少一条第四补偿线；其中，第四补偿线的数量与第二放大电路的数量相等；

功率分配器的输入端连接射频源，功率分配器的输出端通过第三补偿线连接至第一放大电路的输入端，功率分配器的输出端还通过第四补偿线连接至第二放大电路的输入端。

在其中一个实施例中，射频源用于输出射频信号；

第一补偿线、第二补偿线、第三补偿线和第四补偿线均为特性阻抗为R₀的微带线；

第一补偿线、第二补偿线和第四补偿线分别用于调节第一放大电路和第二放大电路的信号相位差，使第一放大电路和第二放大电路的输出信号在合路点处相位相同。

在其中一个实施例中，第一补偿线、第二补偿线和第一阻抗变换线均为特性阻抗为R₀的微带线。

在其中一个实施例中，第一阻抗变换器和第二阻抗变换线的特性阻抗均为R₁，R₁满足如下关系式：

；

其中，N为正整数；R₀为第一补偿线、第二补偿线或第一阻抗变换线对应的特性阻抗；R_L为负载的阻值。

在其中一个实施例中，主功率放大器偏置在AB类，辅助功率放大器偏置在C类。

在其中一个实施例中，第一阻抗变换器采用四分之一波长线。

第二方面，本申请还提供了一种多路Doherty功率放大装置的实现方法，应用于如上述的多路Doherty功率放大装置，方法包括：

主功率放大器对输入的信号进行放大并通过第一补偿线输出至第一阻抗变换器；

辅助功率放大器对输入的信号进行放大并通过第二补偿线输出至第二阻抗变换器；

第一阻抗变换器和第二阻抗变换器分别对接收到的信号进行所需的负载调制；

在合路点将第一阻抗变换器和第二阻抗变换器输出的信号合成为一路信号后输出至负载。

上述多路Doherty功率放大装置及其实现方法，通过配置有第一补偿线、第二补偿线分别将主功率放大器、辅助功率放大器的输出负载阻抗调整至高阻状态，配置有第一阻抗变换器、第二阻抗变换器，用于对输出负载阻抗进行调制，以使输出负载阻抗处于最优状态，从而拓宽多路Doherty功率放大装置的带宽。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中传统多路Doherty功率放大装置的结构示意图；

图2为一个实施例中多路Doherty功率放大装置的结构示意图；

图3为另一个实施例中多路Doherty功率放大装置的结构示意图；

图4为一个实施例中两路Doherty功率放大装置的结构示意图；

图5为一个实施例中三路Doherty功率放大装置的结构示意图；

图6为一个实施例中多路Doherty功率放大装置的实现方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一补偿线称为第二补偿线，且类似地，可将第二补偿线称为第一补偿线，第一补偿线和第二补偿线两者都是补偿线，但其不是同一补偿线。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

随着通信行业的发展，通信设备对于功耗要求越来越高的同时，数据速率的需求也不断提高，需要有更大的带宽来支撑，而为了寻求绿色发展，高效率节能降耗是后续通信设备的最重要的技术要求之一。经过几代通信技术的发展，最为行之有效的高效率技术就是Doherty技术，在近两代通信产品中发挥了越来越重要的作用，但是随着数据速率提升，通信带宽的拓宽，调制方式的复杂度提升，原有Doherty技术已不能很好的适应现在及后续的技术发展需求，通信网络承载的业务量及通信速率及带宽急剧增长，对通信设备提出了更高的要求，特别是即将到来的6G（6th-GenerationMobile Communication Technology，第六代移动通信技术）通信时代，万物互联、超大带宽和超低时延等特性需满足不同场景下的应用需求，在多频段共存的情况下，目前的通信设备存在接入选址难、设备种类多、开发难度大，设备成本高和难维护等问题。

目前，大功率主流通信设备包括RRH（Remote Radio Head，远程射频头）、RRU（Radio Remote Unit，射频拉远单元）、DAS（Distributed Antenna System，分布式天线系统）和无线直放站等，而这些通信设备中最耗能的部件是射频PA（Power Amplifier，功率放大器），而PA最主要的节能降耗技术就是Doherty技术，但是随着通信带宽的提升，更高阶调制的应用，经典的高回退Doherty技术如图1所示，在低功率状态下，各峰值功率放大器（Peak₁、……、Peak_(n-1)）均处于关闭状态，输入信号通过多路分配器输入至载波功率放大器（Carrier），再通过输出补偿线Z_oc和四分之一波长线Z_c输出至合路点，合路点通过四分之一波长阻抗变换线Z_t连接至负载R_L；在高功率状态下，载波功率放大器和各峰值功率放大器均处于导通状态，输入信号通过多路分配器分配到载波功率放大器，再通过输出补偿线Z_oc和四分之一波长线Z_c输出至合路点，输入信号依次通过多路分配器和补偿线（）分配到相应的峰值功率放大器，再通过输出补偿线Z_o1输出至合路点，合路点通过四分之一波长阻抗变换线Z_t连接至负载R_L，由于传统的Doherty功率放大器需要通过四分之一波长线Z_c和四分之一波长阻抗变换线Z_t实现负载调制，限制了带宽，难以满足目前大带宽应用情况下的功耗要求，同时存在兼容性差，环境适应性差，成本高等问题。

本申请实施例提供的多路Doherty功率放大装置，通过配置有第一补偿线、第二补偿线分别将主功率放大器、辅助功率放大器的输出负载阻抗调整至高阻状态，配置有第一阻抗变换器、第二阻抗变换器，用于对输出负载阻抗进行调制，以使输出负载阻抗处于最优状态，进一步地，本申请实施例提供的多路Doherty功率放大装置相较于传统的多路Doherty功率放大装置去除了合路点后四分之一波长阻抗变换线，有效拓宽多路Doherty功率放大装置的带宽的同时简化了电路，解决了多路Doherty功率放大装置布局局限问题以及降低了成本。

在一个示例性的实施例中，如图2所示，提供了一种多路Doherty功率放大装置，包括：

第一放大电路，包括主功率放大器210、第一补偿线220和第一阻抗变换器230，主功率放大器210的输出端通过第一补偿线220连接至第一阻抗变换器230的一端，第一阻抗变换器230的另一端连接至合路点C；其中，合路点C用于连接负载R_L；

第二放大电路，包括辅助功率放大器240、第二补偿线250和第二阻抗变换器260，辅助功率放大器240的输出端通过第二补偿线250连接至第二阻抗变换器260的一端，第二阻抗变换器260的另一端连接至合路点C；其中，第二放大电路的数量为至少一个。

其中，主功率放大器210可以为载波功率放大器；辅助功率放大器240可以为峰值功率放大器。

具体而言，如图2所示，以两路Doherty功率放大装置为例进行说明，在第一放大电路（Carrier路）未达到饱和的情况下，此时由于第二放大电路（Peak路）未开启并且输出负载阻抗在高阻状态，经过第二阻抗变换器260后依然是高阻，第二补偿线250起到相位补偿作用，使第二放大电路更好的处在高阻状态，仅有主功率放大器210对输入信号进行放大，并依次经过第一补偿线220和第一阻抗变换器230直接输出到负载R_L；随着输入信号不断增大，第一放大电路功放开始进入饱和状态，此时第二放大电路开启，辅助功率放大器240开始进入放大状态，其输出负载阻抗随着输入信号的增加逐渐减小，直到第二放大电路也进入饱和状态，其输出负载阻抗和第一放大电路输出负载阻抗降至同样水平，输入信号依次经过第二补偿线250和第二阻抗变换器260进入合路点，并与第一放大电路输出的信号进行合成后输出至负载R_L，通过采用第一阻抗变换器230和第二阻抗变换器260获得低负载调制比的输出调制网络和合路点的阻抗全匹配状态，从而拓宽了多路Doherty功率放大装置的带宽。

示例性地，在第一放大电路未达饱和状态时，第二补偿线250起到相位补偿作用，使第二放大电路更好的处在高阻状态，可以防止第一放大电路的功率泄露到第二放大电路，对多路Doherty功率放大装置在功率回退区的性能进行优化。

需要说明的是，第二放大电路的数量可以根据实际情况进行设定，在本申请实施例中不做限定。

本申请实施例中，通过配置有第一补偿线、第二补偿线分别将主功率放大器、辅助功率放大器的输出负载阻抗调整至高阻状态，配置有第一阻抗变换器、第二阻抗变换器，用于对输出负载阻抗进行调制，以使输出负载阻抗处于最优状态，从而拓宽了多路Doherty功率放大装置的带宽；此外，相较于传统的多路Doherty功率放大装置，移除了合路点与负载之间的四分之一波长阻抗变换线，简化了电路，解决了多路Doherty功率放大装置布局局限问题以及降低了成本。

在其中一个实施例中，第二阻抗变换器包括第一阻抗变换线和第二阻抗变换线；

辅助功率放大器的输出端依次通过第二补偿线、第一阻抗变换线和第二阻抗变换线连接至合路点。

具体而言，第一阻抗变换线可以用于在第二放大电路未开启前将其输出负载阻抗从高阻抗状态变成低阻抗状态，在第二放大电路达到饱和状态时只起到相位延时作用；第二阻抗变换线可以用于在第二放大电路未开启前将其输出负载阻抗从低阻抗状态变成高阻抗状态，在第二放大电路达到饱和状态时其用于将其输出负载阻抗变换至（N-1）＊R_L，其中，N为正整数，R_L为负载阻值，此时，第一放大电路输出负载阻抗降至同样水平，即，第一放大电路和第二放大电路均匹配到低负载阻抗值，从而实现了在合路点出阻抗的全匹配。

本申请实施例中，通过配置包括有第一阻抗变换线和第二阻抗变换线的第二阻抗变换器，以使输出负载阻抗处于最优状态，以配合第一放大电路及第一阻抗变换器实现低负载调制比，从而拓宽多路Doherty功率放大装置的带宽。

在其中一个实施例中，多路Doherty功率放大装置还包括：

功率分配网络，功率分配网络的输入端用于连接射频源，功率分配网络的输出端分别连接第一放大电路的输入端和至少一个第二放大电路的输入端。

具体而言，功率分配网络的输入端可以接收射频源输出的射频信号，并可以对射频信号进行信号分隔、相位补偿、幅度平衡和处理操作，将完成操作的射频信号分别输出至第一放大电路的输入端和至少一个第二放大电路的输入端。

本申请实施例中，通过配置功率分配网络，将输入功率等分至第一放大电路和至少一个第二放大电路，改善主功率放大器、辅助功率放大器的工作性能，拓宽多路Doherty功率放大装置的带宽。

在其中一个实施例中，如图3所示，功率分配网络包括功率分配器（多路分配器）、第三补偿线Z₀和至少一条第四补偿线（Z_in1……Z_in(n-1)）；其中，第四补偿线的数量与第二放大电路的数量相等；

功率分配器的输入端连接射频源R_fin，功率分配器的输出端通过第三补偿线Z₀连接至第一放大电路的输入端，功率分配器的输出端还通过第四补偿线（Z_in1……Z_in(n-1)）连接至第二放大电路的输入端。

其中，功率分配器的具体实现形式可以根据实际情况进行设置，在本申请实施例中不作限制，只要能够对信号进行功率分配输出即可。

具体地，如图3所示，以N路Doherty功率放大装置为例进行说明，其中，n和N均为正整数，功率分配器可以接收射频源R_fin输出的射频信号，并将输入功率等分成N路，分别经过第三补偿线Z₀、多条第四补偿线（Z_in1……Z_in(n-1)）进入相应的主功率放大器Carrier的输入端、辅助功率放大器（Peak₁……Peak_(n-1））的输入端。

需要说明的是，如图3所示，输入网络可以包括射频源R_fin、功率分配器（多路分配器）、第三补偿线Z₀和至少一条第四补偿线（Z_in1……Z_in(n-1)）；放大网络可以包括主功率放大器Carrier和至少一个辅助功率放大器（Peak₁……Peak_(n-1））；输出负载调制网络可以包括第一补偿线Z_oc、第二补偿线（Z_o1……Z_o(n-1)）、第一阻抗变换器Z_c、第一阻抗变换线（Z_p11……Z_p1(n-1)）和第二阻抗变换线（Z_p21……Z_p2(n-1)）。

本申请实施例中，通过配置包括有功率分配器、第三补偿线和至少一条第四补偿线的功率分配网络，有效为主放大器和辅助放大器分配功率，及在输入端预置相位补偿。

在其中一个实施例中，如图3所示，射频源用于输出射频信号；

第一补偿线Z_oc、第二补偿线（Z_o1……Z_o(n-1)）、第三补偿线Z₀和第四补偿线（Z_in1……Z_in(n-1)）均为特性阻抗为R₀的微带线；

第一补偿线Z_oc、第二补偿线（Z_o1……Z_o(n-1)）和第四补偿线（Z_in1……Z_in(n-1)）分别用于调节第一放大电路和第二放大电路的信号相位差，使第一放大电路和第二放大电路的输出信号在合路点C处相位相同。

需要说明的是，在第一放大电路和第二放大电路处于初始状态下，主功率放大器和辅助功率放大器输入输出匹配均匹配至阻抗R₀，其中，R₀可以根据实际情况进行设置，在本申请实施例中不做限定。

具体地，如图3所示，第一补偿线Z_oc、第二补偿线（Z_o1……Z_o(n-1)）和第四补偿线（Z_in1……Z_in(n-1)）可以实现主功率放大器和辅助功率放大器之间的相位补偿，使各功率放大器的输出信号在合路点C实现相位一致。

在其中一个实施例中，如图3所示，第一补偿线Z_oc、第二补偿线（Z_o1……Z_o(n-1)）和第一阻抗变换线（Z_p11……Z_p1(n-1)）均为特性阻抗为R₀的微带线。

其中，R₀可以根据实际情况进行设置，在本申请实施例中不做限定。

具体地，如图3所示，第一补偿线Z_oc、第二补偿线（Z_o1……Z_o(n-1)）、第三补偿线Z₀、第四补偿线（Z_in1……Z_in(n-1)）和第一阻抗变换线（Z_p11……Z_p1(n-1)）的特性阻抗相匹配。

本申请实施例中，通过配置特性阻抗相匹配的第一补偿线Z_oc、第二补偿线（Z_o1……Z_o(n-1)）和第一阻抗变换线（Z_p11……Z_p1(n-1)），降低了负载调制比，优化了高阻阻抗。

在其中一个实施例中，如图3所示，第一阻抗变换器Z_c和第二阻抗变换线（Z_p21……Z_p2(n-1)）的特性阻抗均为R₁，R₁满足如下关系式：

；

其中，N为正整数；R₀为第一补偿线Z_oc、第二补偿线（Z_o1……Z_o(n-1)）或第一阻抗变换线（Z_p11……Z_p1(n-1)）对应的特性阻抗；R_L为负载的阻值。

本申请实施例中，通过配置特性阻抗均为R₁的第一阻抗变换器Z_c和第二阻抗变换线（Z_p21……Z_p2(n-1)），以及特性阻抗为R₀的第一补偿线Z_oc、第二补偿线（Z_o1……Z_o(n-1)）、第三补偿线Z₀和第四补偿线（Z_in1……Z_in(n-1)），在第二放大电路未开启时，有效降低负载调制比，在第一放大电路和第二放大电路均达到饱和状态时，实现合路点处阻抗全匹配，以及使第一放大电路和第二放大电路的输出信号在合路点C处相位相同，从而拓宽了多路Doherty功率放大装置的带宽。

在其中一个实施例中，主功率放大器偏置在AB类，辅助功率放大器偏置在C类。

需要说明的是，功率放大器的工作状态通常可以分为A类（也称为甲类）、B类（也称为乙类）、C类（丙类）以及AB类（也称为甲乙类）等，其中A类功率放大器为线性功率放大器；B类功率放大器也为线性功率放大器，但在工作原理上不同于A类功率放大器；AB类功率放大器介于A类和B类功率放大器之间，兼顾两者的优点；C类功率放大器为非线性功率放大器。

具体地，如图3所示，主功率放大器（Carrier）偏置在AB类，辅助功率放大器（Peak₁、……、Peak_(n-1)）偏置在C类，即，在静态时Carrier路处于放大状态，所有Peak路处于截止状态。

在其中一个实施例中，第一阻抗变换器采用四分之一波长线。

示例性地，第三补偿线Z₀、第一阻抗变换器Z_c、第一阻抗变换线（Z_p11……Z_p1(n-1)）和第二阻抗变换线（Z_p21……Z_p2(n-1)）均可以为四分之一波长线，以进行所需的负载调制。

可选地，第三补偿线Z₀、第一阻抗变换器Z_c、第一阻抗变换线（Z_p11……Z_p1(n-1)）和第二阻抗变换线（Z_p21……Z_p2(n-1)）可以用于实现移相角度相抵。

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合一个具体示例对两路Doherty功率放大装置予以说明，如图4所示：

两路Doherty功率放大装置包括输入网络、放大网络、输出负载调制网络，负载等。其中：输入网络包括：两路分配器（2-Way Divider）、第三补偿线Z₀和第四补偿线Z_in1；放大网络包括：Carrier路放大器（主功率放大器）和Peak路放大器（辅助功率放大器）；输出负载调制网络包括：第一补偿线Z_oc、第一阻抗变换器Z_c、第二补偿线Z_o1、第一阻抗变换线Z_p11、第二阻抗变换线Z_p21。

Carrier路和Peak路放大器输入输出匹配均匹配至阻抗50Ω，第三补偿线Z₀、第四补偿线Z_in1、第一补偿线Z_oc、第二补偿线Z_o1和第一阻抗变换线Z_p11均为特性阻抗为50Ω的微带线，第一阻抗变换器Z_c和第二阻抗变换线Z_p21是特性阻抗为70Ω 的微带线。

其中，设置Carrier路栅极电压偏置在AB类，Peak路栅极电压偏置在Ｃ类，即在静态时Carrier路处于放大状态，所有Peak路处于截止状态。

射频信号由R_fin接口馈入，经两路分配器将输入功率等分成2路，分别经过第三补偿线Z₀和第四补偿线Z_in1进入Carrier路和Peak路功率放大器；在Carrier路未达到饱和状态时，此时由于所有Peak路未开启并且输出负载阻抗在高阻状态，经过两段四分之一波长线，即第一阻抗变换器Z_c和第二阻抗变换线Z_p21后依然是高阻状态，第二补偿线Z_o1起到相位补偿作用，使Peak路更好的处在高阻状态，所以只有Carrier路功放对射频信号进行放大，并经过第一补偿线Z_oc和四分之一波长线，即第一阻抗变换器Z_c后直接输出到负载R_L，R_L为50Ω。

随着输入信号不断增大，Carrier路功放开始进入饱和状态，此时Peak路功率放大器开始进入放大状态，其输入负载阻抗随着输入信号的增加逐渐减小，直到所有Peak路也进入饱和状态，其输出负载阻抗和Carrier路功放输出阻抗降至同样水平50Ω；经Peak路功率放大器放大后的射频信号分别经过第二补偿线Z_o1、第一阻抗变换线Z_p11和第二阻抗变换线Z_p21到达合路点，跟Carrier路功放输出功率合成之后输出至负载R_L。

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合一个具体示例对三路Doherty功率放大装置予以说明，如图5所示：

三路Doherty功率放大装置包括输入网络、放大网络、输出负载调制网络，负载等。其中：输入网络包括：三路分配器（3-Way Divider）、第三补偿线Z₀和两条第四补偿线Z_in1~Z_in2；放大网络包括：Carrier路放大器（主功率放大器）、Peak₁路放大器和Peak₂路放大器（辅助功率放大器）；输出负载调制网络包括：第一补偿线Z_oc、第一阻抗变换器Z_c、两条第二补偿线Z_o1~Z_o2、两条第一阻抗变换线Z_p11~Z_p12、两条第二阻抗变换线Z_p21~Z_p22。

在电路初始状态设置时，Carrier路、Peak₁路和Peak₂路放大器输入输出匹配均匹配至阻抗R₀，第三补偿线Z₀、两条第四补偿线Z_in1~Z_in2、第一补偿线Z_oc、两条第二补偿线Z_o1~Z_o2和两条第一阻抗变换线Z_p11~Z_p12均为特性阻抗为R₀的微带线，第一阻抗变换器Z_c和两条第二阻抗变换线Z_p21~Z_p22是特性阻抗为R₁的微带线；其中，R₀可以根据实际情况进行设定，；N为正整数；R_L为负载的阻值。

其中，设置Carrier路栅极电压偏置在AB类，Peak₁路和Peak₂路栅极电压偏置在Ｃ类，即在静态时Carrier路处于放大状态，Peak₁路和Peak₂路处于截止状态。

射频信号由R_fin接口馈入，经三路分配器将输入功率等分成3路，分别经过第三补偿线Z₀和两条第四补偿线Z_in1~Z_in2进入Carrier路、Peak₁路和Peak₂路功率放大器；在Carrier路未达到饱和时，此时由于所有Peak路未开启并且输出负载阻抗在高阻状态，经过两段四分之一波长线两条第一阻抗变换线Z_p11~Z_p12、两条第二阻抗变换线Z_p21~Z_p22后依然是高阻，两条第二补偿线Z_o1~Z_o2均起到相位补偿作用，使Peak₁路和Peak₂路更好的处在高阻状态，所以只有Carrier路功放对射频信号进行放大，并经过第一补偿线Z_oc和四分之一波长线，即第一阻抗变换器Z_c后直接输出到负载R_L，R_L为50Ω。

随着输入信号不断增大，Carrier路功放开始进入饱和状态，此时Peak1路和Peak2路功率放大器开始进入放大状态，其输入负载阻抗随着输入信号的增加逐渐减小，直到所有Peak路也进入饱和状态，其输出负载阻抗和Carrier路功放输出阻抗降至同样水平50Ω；经Peak1路功率放大器放大后的射频信号分别经过第二补偿线Z_o1、第一阻抗变换线Z_p11和第二阻抗变换线Z_p21到达合路点，经Peak2路功率放大器放大后的射频信号分别经过第二补偿线Z_o2、第一阻抗变换线Z_p12和第二阻抗变换线Z_p22到达合路点，来自两个Peak支路的射频信号在合路点与Carrier路功放输出功率合成之后输出至负载R_L。

在一个示例性的实施例中，如图6所示，提供了一种多路Doherty功率放大装置的实现方法，应用于如上述的多路Doherty功率放大装置，方法包括：

S602，主功率放大器对输入的信号进行放大并通过第一补偿线输出至第一阻抗变换器；

S604，辅助功率放大器对输入的信号进行放大并通过第二补偿线输出至第二阻抗变换器；

S606，第一阻抗变换器和第二阻抗变换器分别对接收到的信号进行所需的负载调制；

S608，在合路点将第一阻抗变换器和第二阻抗变换器输出的信号合成为一路信号后输出至负载。

具体而言，以两路Doherty功率放大装置为例进行说明，第一补偿线用于将第一放大电路的输出负载阻抗调整至最佳高阻状态，第一阻抗变换器用于在低功率状态时进行负载阻抗转换，第二补偿线用于将其输出负载阻抗调整至最佳高阻状态；第二阻抗变换器在第二放大电路开启前用于保持第二放大电路输出阻抗的高阻状态，在第二放大电路饱和后，用于将器输出阻抗进行转化，以使合路之后的阻抗与负载阻抗匹配；在第二放大电路达到饱和状态时，将其输出负载阻抗变换至R_L，其中，R_L为负载阻值，需要说明的是，若为N路Doherty功率放大装置，则需将其输出负载阻抗变换至（N-1）*R_L，N为任意正整数；此时，由第一阻抗变换器，第二阻抗变换器组成的负载调制网络，在低功率时具有比传统多路Ｄoherty更低的负载调制比（本发明调制比Ｎ，传统调制比Ｎ*Ｎ），在饱和时依然可以全匹配，从而拓宽了多路Doherty功率放大装置的带宽。

上述多路Doherty功率放大装置及其实现方法，通过配置有第一补偿线、第二补偿线分别将主功率放大器、辅助功率放大器的输出负载阻抗调整至更好的高阻状态，配置有第一阻抗变换器、第二阻抗变换器，用于对输出负载阻抗进行调制，可以有效降低负载调制比，从而拓宽多路Doherty功率放大装置的带宽；此外，相较于传统的多路Doherty功率放大装置，本申请实施例中提供的多路Doherty功率放大装置合路之后可直接接负载，简化了电路，解决了多路Doherty功率放大装置布局局限问题。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多路Doherty功率放大装置，其特征在于，包括：

第一放大电路，包括主功率放大器、第一补偿线和第一阻抗变换器，所述主功率放大器的输出端通过所述第一补偿线连接至所述第一阻抗变换器的一端，所述第一阻抗变换器的另一端连接至合路点；其中，所述合路点用于连接负载；

第二放大电路，包括辅助功率放大器、第二补偿线和第二阻抗变换器，所述辅助功率放大器的输出端通过所述第二补偿线连接至所述第二阻抗变换器的一端，所述第二阻抗变换器的另一端连接至所述合路点；其中，所述第二放大电路的数量为至少一个。

2.根据权利要求1所述的多路Doherty功率放大装置，其特征在于，所述第二阻抗变换器包括第一阻抗变换线和第二阻抗变换线；

所述辅助功率放大器的输出端依次通过所述第二补偿线、所述第一阻抗变换线和所述第二阻抗变换线连接至所述合路点。

3.根据权利要求2所述的多路Doherty功率放大装置，其特征在于，所述多路Doherty功率放大装置还包括：

功率分配网络，所述功率分配网络的输入端用于连接射频源，所述功率分配网络的输出端分别连接所述第一放大电路的输入端和至少一个所述第二放大电路的输入端。

4.根据权利要求3所述的多路Doherty功率放大装置，其特征在于，所述功率分配网络包括功率分配器、第三补偿线和至少一条第四补偿线；其中，所述第四补偿线的数量与所述第二放大电路的数量相等；

所述功率分配器的输入端连接所述射频源，所述功率分配器的输出端通过所述第三补偿线连接至所述第一放大电路的输入端，所述功率分配器的输出端还通过所述第四补偿线连接至所述第二放大电路的输入端。

5.根据权利要求4所述的多路Doherty功率放大装置，其特征在于，所述射频源用于输出射频信号；

所述第一补偿线、所述第二补偿线、所述第三补偿线和所述第四补偿线均为特性阻抗为R₀的微带线；

所述第一补偿线、所述第二补偿线和所述第四补偿线分别用于调节所述第一放大电路和所述第二放大电路的信号相位差，使所述第一放大电路和所述第二放大电路的输出信号在所述合路点处相位相同。

6.根据权利要求2所述的多路Doherty功率放大装置，其特征在于，所述第一补偿线、所述第二补偿线和所述第一阻抗变换线均为特性阻抗为R₀的微带线。

7.根据权利要求6所述的多路Doherty功率放大装置，其特征在于，所述第一阻抗变换器和所述第二阻抗变换线的特性阻抗均为R₁，所述R₁满足如下关系式：

；

其中，N为正整数；R₀为所述第一补偿线、所述第二补偿线或所述第一阻抗变换线对应的特性阻抗；R_L为所述负载的阻值。

8.根据权利要求1所述的多路Doherty功率放大装置，其特征在于，所述主功率放大器偏置在AB类，所述辅助功率放大器偏置在C类。

9.根据权利要求1所述的多路Doherty功率放大装置，其特征在于，所述第一阻抗变换器采用四分之一波长线。

10.一种多路Doherty功率放大装置的实现方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任一项所述的多路Doherty功率放大装置，所述方法包括：

主功率放大器对输入的信号进行放大并通过第一补偿线输出至第一阻抗变换器；

辅助功率放大器对输入的信号进行放大并通过第二补偿线输出至第二阻抗变换器；

所述第一阻抗变换器和所述第二阻抗变换器分别对接收到的信号进行所需的负载调制；

在合路点将所述第一阻抗变换器和所述第二阻抗变换器输出的信号合成为一路信号后输出至负载。