專利名稱：一種四階雙平衡式功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及功率放大器設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種四階雙平衡式功率放大器。
背景技術(shù)：
近年來，社會信息化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、內(nèi)容多樣化、終端移動化、運(yùn)營商業(yè)化的不斷發(fā)展，促進(jìn)了高速移動通信系統(tǒng)和寬帶多媒體廣播系統(tǒng)的快速更替與發(fā)展。隨著無線傳輸信號帶寬的不斷增大，無線信道固有的頻率選擇性衰落和窄帶干擾成為影響無線傳輸效果的主要因素。在采用OFDM調(diào)制方式的系統(tǒng)中，其PAPR高于目前其它移動通信系統(tǒng)(PAPR超過12dB的概率可達(dá)1%)，而目前較為成熟的二階和三階Doherty功放的峰值效率范圍僅分別為6dB和9dB，不能滿足要求。傳統(tǒng)二階Doherty功放電路結(jié)構(gòu),如圖1所示。傳統(tǒng)Doherty功率放大器結(jié)構(gòu)由2個功放組成:一個主功放，一個輔助功放，主功放工作在B類或者AB類，輔助功放工作在C類。兩個功放不是輪流工作，而是主功放一直工作，輔助功放到設(shè)定的峰值才工作(這個功放也叫做peak amplifier)。主功放后面的90°四分之一波長線是阻抗變換，目的是在輔助功放工作時(shí)，起到將主功放的視在阻抗減小的作用，保證輔助功放工作的時(shí)候和后面的電路組成的有源負(fù)載阻抗變低，這樣主功放輸出電流就變大。由于主功放后面有了四分之一波長線，為了使兩個功放輸出同相，在輔助功放前面也需要90°相移。傳統(tǒng)的三路Doherty電路如圖2所示，理論上該電路在一定的功率回退范圍內(nèi)有3個效率峰值點(diǎn)，但其存在的問題是:當(dāng)輸出功率達(dá)到一定水平時(shí)，主功放的負(fù)載調(diào)制作用中斷而處于深度飽和狀態(tài)，從而引起嚴(yán)重的線性問題。同時(shí)，當(dāng)所選器件功率比為1:1:1時(shí)，第一個效率峰值點(diǎn)出現(xiàn)的位置同兩路對稱Doherty —樣，在回退6dB處時(shí)，該結(jié)構(gòu)并不能拓寬高效率的范圍，只是在回退6dB的范圍內(nèi)進(jìn)一步改善效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種四階雙平衡式功率放大器，該功率放大器有利于提高功放效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種四階雙平衡式功率放大器，所述功率放大器為四階結(jié)構(gòu)，功放輸入端與第一功分器的輸入端相連接，所述第一功分器的輸出一路接至第二功分器的輸入端，另一路接至第三功分器的輸入端；所述第二功分器的輸出一路依次串接90°相位變換電路、主功放和阻抗變換電路Ztll，另一路依次串接第一從功放、阻抗變換電路Ztl2和阻抗變換電路Ztl3,而后兩路匯合，經(jīng)阻抗變換電路Ztl接至功放輸出端；所述第三功分器的輸出一路依次串接另一 90°相位變換電路和第二從功放，而后接至所述阻抗變換電路Ztl2和阻抗變換電路Ztl3之間；所述第三功分器的輸出另一路依次串接180°相位變換電路和第三從功放，而后接至所述阻抗變換電路Ztl前，以經(jīng)所述阻抗變換電路Ztl接至功放輸出端。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果是:1、在輸入端可以用3個90度的3dB電橋進(jìn)行設(shè)計(jì)，縮小電路面積；2、進(jìn)一步提高效率，可以在功率回退12dB時(shí)，效率首先達(dá)到峰值，并且有4個效率峰值點(diǎn)，不管在低功率還是在高功率時(shí)，跟三路相比，都能進(jìn)一步提高效率；3、現(xiàn)在的大功率管子通常都是對管結(jié)構(gòu)，因此用三路結(jié)構(gòu)不方便設(shè)計(jì)，而采用四路結(jié)構(gòu)，用兩個對管就能方便設(shè)計(jì)。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中二階Doherty功放電路結(jié)構(gòu)圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中三路Doherty功放電路結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例效率與輸出功率關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型四階雙平衡式功率放大器，如圖3所示，所述功率放大器為四階結(jié)構(gòu)，功放輸入端與第一功分器的 輸入端相連接，所述第一功分器的輸出一路接至第二功分器的輸入端，另一路接至第三功分器的輸入端；所述第二功分器的輸出一路依次串接90°相位變換電路、主功放和阻抗變換電路Ztll，另一路依次串接第一從功放、阻抗變換電路Ztl2和阻抗變換電路Ztl3,而后兩路匯合，經(jīng)阻抗變換電路Ztl接至功放輸出端；所述第三功分器的輸出一路依次串接另一 90°相位變換電路和第二從功放，而后接至所述阻抗變換電路Ztl2和阻抗變換電路Ztl3之間；所述第三功分器的輸出另一路依次串接180°相位變換電路和第三從功放，而后接至所述阻抗變換電路Ztl前，以經(jīng)所述阻抗變換電路Ztl接至功放輸出端。下面對本實(shí)用新型四階雙平衡式功率放大器的工作原理作進(jìn)一步的說明。首先對下述分析中會出現(xiàn)的符號進(jìn)行說明:V1k、、Pr3m、F4m:主功放、從功放1、從功放2、從功放3的工作電壓:王功放、從功放1、從功放2、從功放3的工作電壓Km:功放輸出電壓Vm:功放的飽和電壓Liil,￡m,^sys,Zq:各段j/4變換線的特性阻抗Um:傳輸線的阻抗q:主功放功率(盡)與總功率(€)比[0031]0 :峰值功放I和峰值功放2功率和功率(石+ P2 )與峰值功放1、峰值功放2功率和峰值功放3之和(i + P2 +馬)之比%:峰值功放I功率(巧)與峰值功放I和峰值功放2功率和(巧+馬)之比V:功放效率1、峰值功率時(shí)
權(quán)利要求1.一種四階雙平衡式功率放大器，其特征在于:所述功率放大器為四階結(jié)構(gòu)，功放輸入端與第一功分器的輸入端相連接，所述第一功分器的輸出一路接至第二功分器的輸入端，另一路接至第三功分器的輸入端； 所述第二功分器的輸出一路依次串接90°相位變換電路、主功放和阻抗變換電路Ztll,另一路依次串接第一從功放、阻抗變換電路Ztl2和阻抗變換電路Ztl3，而后兩路匯合，經(jīng)阻抗變換電路Ztl接至功放輸出端； 所述第三功分器的輸出一路依次串接另一 90°相位變換電路和第二從功放，而后接至所述阻抗變換電路Ztl2和阻抗變換電路Ztl3之間；所述第三功分器的輸出另一路依次串接180°相位變換電路和第三從功放，而后接至所述阻抗變換電路Ztl前，以經(jīng)所述阻抗變換電路Ztl接至功放輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及功率放大器設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種四階雙平衡式功率放大器，功率放大器為四階結(jié)構(gòu)，功放輸入端與第一功分器相連接，第一功分器的輸出兩路分別接第二、第三功分器的輸入端；第二功分器的輸出一路依次串接90°相位變換電路、主功放和阻抗變換Z01，另一路依次串接第一從功放、阻抗變換Z02和阻抗變換Z03，而后兩路匯合，經(jīng)阻抗變換Z0接至功放輸出端；第三功分器的輸出一路依次串接另一90°相位變換電路和第二從功放，而后接至所述阻抗變換Z02和Z03之間，另一路依次串接180°相位變換電路和第三從功放，而后接至所述阻抗變換Z0前，以經(jīng)Z0接至功放輸出端。該功率放大器有利于提高功放效率。
文檔編號H03F1/07GK203039643SQ201220743648
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者陳俊, 蘇凱雄, 莊麗靜, 陳偉強(qiáng) 申請人:福州大學(xué)