專利名稱：用于cdma基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)二路放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于基站功率放大器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于CDMA基站系統(tǒng)中的85W高 效率、多載波功率放大器的末級(jí)二路放大器。
背景技術(shù)：
射頻功率放大器是C函A基站系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。目前用于CDMA基站系統(tǒng)的功率放大器正 向高功率、高效率、高線性和低成本方向發(fā)展。對(duì)高效率功放而言效率是永恒的主題，即使 采用了 Doherty高效率技術(shù)，在通常條件下功放的效率也只能達(dá)到30%左右，要繼續(xù)往上提 高功放效率，如效率達(dá)到40%,除了采用高效率技術(shù)外，在末級(jí)功率放大管的選型、末級(jí)放 大管的匹配電路設(shè)計(jì)以及Doherty合路設(shè)計(jì)上需要有突破。同時(shí)如何充分利用放大管的性能， 盡量將放大管的性能用到最佳這樣也是值得研究的一項(xiàng)課題。
另一方面高效率、高功率、多載波功率放大器的成本，也是功率放大器設(shè)計(jì)過程中必須 考慮的一個(gè)重要因素，如何利用低成本的放大管設(shè)計(jì)高性能、高可靠性的放大器也是功率放 大器設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效率、成本低的用于CDMA基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)
二路放大器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是用于CDMA基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)二 路放大器，其特征是它包括3dB耦合器、吸收負(fù)載、第一微帶線、第二微帶線、第一末級(jí)放 大器、第二末級(jí)放大器、第三微帶線、第四微帶線、第五微帶線；3dB耦合器的輸入端接驅(qū) 動(dòng)級(jí)放大電路的輸出端，3dB耦合器的隔離端接吸收負(fù)載，3dB耦合器的0。輸出端接第一微 帶線的輸入端，第一微帶線的輸出端接第一末級(jí)放大器的輸入端，3dB耦合器的-9(T輸出端 接第二微帶線的輸入端，第二微帶線的輸出端接第二末級(jí)放大器的輸入端，第二末級(jí)放大器 的輸出接第四微帶線的輸入端；第一末級(jí)放大器的輸出端接第三微帶線的輸入端，第三微帶 線的輸出端與第四微帶線的輸出端相連后接第五微帶線的輸入端，第五微帶線的輸出端接輸 出隔離器的輸入端。
本實(shí)用新型為了滿足高效率采用了 Doherty合路技術(shù)(且選用了合理的放大管、對(duì)匹配 電路進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì))，使得末級(jí)二路放大器的工作效率達(dá)到45%;該末級(jí)二路放大器用在 85W高效率、多載波功率放大器上可使得整機(jī)效率可達(dá)到40%以上。由于末級(jí)放大電路采用二 路末級(jí)放大器進(jìn)行平衡合路，選擇的放大管是成本低廉的塑封管，因此對(duì)功放而言整機(jī)實(shí)現(xiàn) 成本相對(duì)低廉。在功放輸出平均功率85W (4載波波)的情況下，通過配合外加的DPD (數(shù)字 預(yù)失真)補(bǔ)償電路，功放的整機(jī)線性性能為750KHZ 〈 -60dBc， 1. 98MHZ 〈 -65dBc，且4MHZ、 6.4MHZ、 16MHZ處的雜散〈-36dBm，功放的整機(jī)效率大于40%。并且已經(jīng)通過高低溫實(shí)驗(yàn)和可靠性實(shí)驗(yàn)，功放電路工作可靠、穩(wěn)定?？蓱?yīng)用于CDMA基站功放900MHz及以下頻段輸出功率 為85W的功放末級(jí)放大電路。
本實(shí)用新型的有益果是既滿足了高效率的要求(整機(jī)工作效率高達(dá)40%以上)，又能 做到成本較低；同時(shí)又能保證功放工作可靠、穩(wěn)定。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖2是本實(shí)用新型應(yīng)用的電路原理框圖中1-溫補(bǔ)衰減器，2-第一級(jí)放大器，3-3dBII型衰減器，4-第二級(jí)放大器，5-第三級(jí) 放大器，6-5.6V轉(zhuǎn)5V電路、溫度傳感器電路，7-3dB耦合器，8-吸收負(fù)載，9-第一微帶線， 10-第二微帶線，11-第一末級(jí)放大器，12-第二末級(jí)放大器，13-第三微帶線，14-第四微帶線 15-第五微帶線，16-輸出隔離器；Pl為輸入射頻連接器，P2為輸出射頻連接器，P3為前向 輸出功率耦合口， P4反向功率耦合輸出口； Dl-溫度上報(bào)、功放使能接口， D2-30V、 5.6V供 電接口。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，用于CDMA基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)二路放大器，它包括3dB耦合器7、 吸收負(fù)載8、第一微帶線9、第二微帶線IO、第一末級(jí)放大器ll、第二末級(jí)放大器12、第三 微帶線13、第四微帶線14、第五微帶線15; 3dB耦合器7的輸入端接驅(qū)動(dòng)級(jí)放大電路的輸出 端(輸出信號(hào))，3dB耦合器7的隔離端接吸收負(fù)載8， 3dB耦合器7的0。輸出端接第一微帶 線9的輸入端，第一微帶線9的輸出端接第一末級(jí)放大器11的輸入端，3dB耦合器7的-90 °輸出端接第二微帶線10的輸入端，第二微帶線10的輸出端接第二末級(jí)放大器12的輸入端， 第二末級(jí)放大器12的輸出接第四微帶線14的輸入端；第一末級(jí)放大器11的輸出端接第三微 帶線13的輸入端，第三微帶線13的輸出端與第四微帶線14的輸出端相連后接第五微帶線 15的輸入端，第五微帶線15的輸出端接輸出隔離器的輸入端。
3dB耦合器7選用通用類的(0° 、 -90° ) 3dB耦合器，吸收負(fù)載8選用50 Q電阻。 第一末級(jí)放大器11、第二末級(jí)放大器12均是Freescale公司的MRFE6S9125NR1或 MRFE6S9125NBR1。
第一微帶線9、第二微帶線10、第三微帶線13、第四微帶線14的長(zhǎng)度滿足第一微帶 線9的相位時(shí)延+第三微帶線13的相位時(shí)延+90° =第二微帶線10的相位時(shí)延+第四微帶線 14的相位時(shí)延，第三微帶線13的長(zhǎng)度在半波長(zhǎng)到四分之一波長(zhǎng)之間，具體長(zhǎng)度根據(jù)第一末 級(jí)放大器的輸出阻抗而定。
第一微帶線9、第二微帶線10、第三微帶線13、第四微帶線14的寬度相同，具體尺寸 根據(jù)PCB板材和放大器工作頻段而定；第一微帶線9、第二微帶線IO、第三微帶線13、第四 微帶線14的阻抗都是50歐姆。
第五微帶線15滿足在本末級(jí)二路放大器工作頻段的阻抗為35歐姆，其實(shí)現(xiàn)方式有兩種 一種是通過仿真直接得出一定寬度和長(zhǎng)度的微帶線，另一種為在普通50歐姆微帶線上加匹配 電容進(jìn)行調(diào)節(jié)使其在工作頻段的阻抗為35歐姆。本實(shí)用新型的工作方式是輸入到該電路的射頻信號(hào)經(jīng)過3dB耦合器7將射頻信號(hào)分成 兩路功率相等的信號(hào)，每一路信號(hào)功率為末級(jí)輸入信號(hào)功率的1/2， 一路信號(hào)經(jīng)過第一微帶 線后輸入到第一末級(jí)放大器，另一路信號(hào)經(jīng)過第二微帶線后輸入到第二末級(jí)放大器。第一、 二、三、四微帶線的作用主要是進(jìn)行對(duì)被放大的兩路信號(hào)進(jìn)行相位延時(shí)；其最終目的是輸入 到末級(jí)的信號(hào)經(jīng)過兩路末級(jí)放大器分別進(jìn)行放大后相位相等。第一末級(jí)放大器的輸出信號(hào)經(jīng) 過第三微帶線進(jìn)行相位延時(shí)后和第二末級(jí)放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行合路。第一末級(jí)放大器11和 第二末級(jí)放大器12構(gòu)成一個(gè)Doherty合路的主要特點(diǎn)是第一末級(jí)放大器為載波放大器其工作 在AB類，第二末級(jí)放大器為峰值放大器其工作在C類。當(dāng)輸入小信號(hào)時(shí)只有載波放大器工作， 輸入大信號(hào)時(shí)載波放大器和峰值放大器同時(shí)工作。由于峰值放大器只是間斷性工作，因此合 路后的效率就提升起來了。同時(shí)末級(jí)選用的MRFE6S9125NR1放大管由于通過合理的匹配設(shè)計(jì) 將該兩個(gè)功放管的合路后的ldB壓縮點(diǎn)和飽和功率點(diǎn)調(diào)到了最佳。使得該兩個(gè)放大管在輸出 85W平均功率條件下既滿足線性要求，又能有很高的效率。
本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于CDMA基站系統(tǒng)85W高效率、多載波功率放大器上，下面舉1個(gè) 應(yīng)用于CDMA2000基站系統(tǒng)85W高效率、多載波功率放大器上的實(shí)例。
應(yīng)用實(shí)例為CDMA2000基站用4載波、輸出功率85W、工作頻段869 894MHz的高效 率功放，原理框圖見圖2。
該放大器包括輸入射頻連接器P1，驅(qū)動(dòng)級(jí)放大電路，末級(jí)二路放大器，5.6V轉(zhuǎn)5V電 路、溫度傳感器電路6，輸出隔離器16，輸出射頻接連接器P2，溫度上報(bào)、功放使能接口 Dl， 30V、 5.6V供電接口D2。其中驅(qū)動(dòng)級(jí)放大電路包括溫補(bǔ)衰減器l，第一級(jí)放大器2， 3dBn 型衰減器3，第二級(jí)放大器4，第三級(jí)放大器5;輸入射頻連接器Pl連接溫補(bǔ)衰減器1的輸 入端，溫補(bǔ)衰減器1的輸出端連接第一級(jí)放大器2的輸入端，第一級(jí)放大器2的輸出端連接 3dBn型衰減器3的輸入端，3dBn型衰減器3的輸出端連接第二級(jí)放大器4的輸入端，第二 級(jí)放大器4的輸出端連接第三級(jí)放大器5的輸入端，第三級(jí)放大器5的輸出端連接末級(jí)兩路 放大器中3dB耦合器7的輸入端。
末級(jí)兩路放大器中的第五微帶線15的輸出端接輸出隔離器16的輸入端，輸出隔離器16 的輸出端接輸出射頻連接器P2。輸出功率通過前向耦合電路耦合一部分到前向功率耦合輸出 口P3，輸出隔離器的反射端口接反向功率耦合輸出口 P4。輸入到功放的30V電源通過30V、 5. 6V供電接口 D2連接到功放，5. 6V轉(zhuǎn)換電路將輸入5. 6V電壓轉(zhuǎn)換成5V電壓給驅(qū)動(dòng)級(jí)放大 電路和末級(jí)二路放大器供電，功放使能信號(hào)通過控制5. 6V轉(zhuǎn)5V電壓轉(zhuǎn)換器來控制5V電壓的 輸出，當(dāng)使能信號(hào)為高電平時(shí)沒有5V輸出，當(dāng)使能信號(hào)為低電平或懸空時(shí)正常輸出5V，溫 度傳感器通過nc接口將溫度值上報(bào)到系統(tǒng)。
其中溫補(bǔ)衰減器1選用的是韓國Yokohama Denshi Seiko. CoLtd公司的PXV1220S-4dBN2， 第一級(jí)放大器2的放大管選用的是RFMD公司的RF3315，第二級(jí)放大器4的放大管選用的是 RFMD公司的RF3315，第三級(jí)放大器5的放大管選用的是Freescale公司的MRFE6S9060NR1 ， 第一末級(jí)放大器11、第二末級(jí)放大器12所選用的放大管相同都是Freescale公司的 MRFE6S9125NR1或MRFE6S9125NBR1; 3dB耦合器選用的是ANAREN公司的XC0900E-3S;輸出功率耦合電路采用的是微帶線耦合，輸出隔離器16選用的是上海達(dá)信公司的M86994A30RBZW。
權(quán)利要求1.用于CDMA基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)二路放大器，其特征是它包括3dB耦合器(7)、吸收負(fù)載(8)、第一微帶線(9)、第二微帶線(10)、第一末級(jí)放大器(11)、第二末級(jí)放大器(12)、第三微帶線(13)、第四微帶線(14)、第五微帶線(15)；3dB耦合器(7)的輸入端接驅(qū)動(dòng)級(jí)放大電路的輸出端，3dB耦合器(7)的隔離端接吸收負(fù)載(8)，3dB耦合器(7)的0°輸出端接第一微帶線(9)的輸入端，第一微帶線(9)的輸出端接第一末級(jí)放大器(11)的輸入端，3dB耦合器(7)的-90°輸出端接第二微帶線(10)的輸入端，第二微帶線(10)的輸出端接第二末級(jí)放大器(12)的輸入端，第二末級(jí)放大器(12)的輸出接第四微帶線(14)的輸入端；第一末級(jí)放大器(11)的輸出端接第三微帶線(13)的輸入端，第三微帶線(13)的輸出端與第四微帶線(14)的輸出端相連后接第五微帶線(15)的輸入端，第五微帶線(15)的輸出端接輸出隔離器的輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CDMA基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)二路放大器，其特征是 3dB耦合器(7)選用通用類的(0° 、 -90° ) 3dB耦合器，吸收負(fù)載(8)選用50Q電阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CDMA基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)二路放大器，其特征是 第一末級(jí)放大器(11)、第二末級(jí)放大器(12)均是Freescale公司的服FE6S9125NR1或 MRFE6S9125NBR1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CDMA基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)二路放大器，其特征是 第一微帶線(9)的相位時(shí)延+第三微帶線(13)的相位時(shí)延+90° =第二微帶線(10)的相 位時(shí)延+第四微帶線(14)的相位時(shí)延，第三微帶線(13)的長(zhǎng)度在半波長(zhǎng)到四分之一波長(zhǎng)之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CDMA基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)二路放大器，其特征是: 第一微帶線(9)、第二微帶線(10)、第三微帶線(13)、第四微帶線(14)的寬度相同，第 一微帶線(9)、第二微帶線(10)、第三微帶線(13)、第四微帶線(14)的阻抗都是50歐姆， 第五微帶線(15)的阻抗為35Q。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)放大器。用于CDMA基站系統(tǒng)功率放大器的末級(jí)二路放大器，其特征是它包括3dB耦合器、吸收負(fù)載、第一微帶線、第二微帶線、第一末級(jí)放大器、第二末級(jí)放大器、第三微帶線、第四微帶線、第五微帶線；3dB耦合器的0°輸出端接第一微帶線的輸入端，第一微帶線的輸出端接第一末級(jí)放大器的輸入端，3dB耦合器的-90°輸出端接第二微帶線的輸入端，第二微帶線的輸出端接第二末級(jí)放大器的輸入端，第二末級(jí)放大器的輸出接第四微帶線的輸入端；第一術(shù)級(jí)放大器的輸出端接第三微帶線的輸入端，第三微帶線的輸出端與第四微帶線的輸出端相連后接第五微帶線的輸入端。本實(shí)用新型既滿足了高效率的要求，又能做到成本較低；同時(shí)又能保證功放工作可靠、穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H03F3/189GK201398179SQ20092008463
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者孟慶南 申請(qǐng)人:武漢正維電子技術(shù)有限公司