本發(fā)明涉及功放電路設計領(lǐng)域，尤其涉及一種雙頻功放電路及其制作方法。

背景技術(shù)：

隨著功放工作帶寬的拓展，以及運營商需求的變更，要求功放能用一個通道同時輸出不同頻段的信號，這樣既可以減小基站面積，同時提高效率，降低運營成本。

目前功放為了提高小信號下的效率，基本都是使用doherty功放，但是在輸出寬帶或多頻信號的時候，由于doherty功放所需的輸入輸出微帶線(offset線)本身具有窄帶的特性，所以如何實現(xiàn)寬帶或者多頻下的offset線成為關(guān)鍵技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種雙頻功放電路及其制作方法，解決了如何采用單通道實現(xiàn)雙頻功放的問題。

依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種雙頻功放電路，包括：功分器、主功放電路、輔功放電路、第一阻抗匹配電路、第二阻抗匹配電路、第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路；其中，

功分器包括第一輸出端和第二輸出端；

功分器的第一輸出端與主功放電路的輸入端連接，主功放電路的輸出端與第一阻抗匹配電路的輸入端連接，第一阻抗匹配電路的輸出端與第一阻抗變換電路的輸入端連接；

功分器的第二輸出端與輔功放電路的輸入端連接，輔功放電路的輸出端與第二阻抗匹配電路的輸入端連接，第二阻抗匹配電路的輸出端與第二阻抗變換電路的輸入端連接，第二阻抗變換電路的輸出端與第一阻抗變換電路的輸出端 連接；

其中，流經(jīng)的射頻信號的中心頻率不同時，第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路的輸入輸出阻抗相同。

其中，第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路為結(jié)構(gòu)相同的對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線。

其中，第一阻抗變換電路包括：

t型接口，包括：第一接口、第二接口和第三接口；

第一微帶線，第一微帶線的一端與t型接口的第一接口連接，第一微帶線的另一端與第一阻抗匹配電路連接；

第二微帶線，第二微帶線的一端與t型接口的第二接口連接，第二微帶線的另一端與第二阻抗匹配電路連接；

第三微帶線，與t型接口的第三接口連接；其中，第三微帶線為開路線。

其中，第一阻抗變換電路包括：

t型接口，包括：第一接口、第二接口和第三接口；

第一微帶線，第一微帶線的一端與t型接口的第一接口連接，第一微帶線的另一端與第一阻抗匹配電路連接；

第二微帶線，第二微帶線的一端與t型接口的第二接口連接，第二微帶線的另一端與第二阻抗匹配電路連接；

第三微帶線，與t型接口的第三接口連接；其中，第三微帶線為末端串聯(lián)電容的短路線。

其中，該雙頻功放電路還包括：

第一傳輸線，第一傳輸線的一端與功分器的第一輸出端連接，第一傳輸線的另一端與主功放電路連接；以及，

第二傳輸線，第二傳輸線的一端與功分器的第二輸出端連接，第二傳輸線的另一端與輔功放電路連接。

其中，第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路的輸入輸出端阻抗均為50歐姆。

依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種雙頻功放電路的制作方法，包括：

根據(jù)所需射頻信號的中心頻率，確定阻抗變換電路所需的輸入輸出阻抗；

根據(jù)輸入輸出阻抗，計算對應阻抗變換電路的傳輸線尺寸，從而確定第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路；

按照預設連接關(guān)系，將功分器、主功放電路、輔功放電路、第一阻抗匹配電路、第二阻抗匹配電路、以及第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路連接，得到雙頻功放電路。

其中，第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路為結(jié)構(gòu)相同的對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線。

其中，根據(jù)輸入輸出阻抗，計算對應阻抗變換電路的傳輸線尺寸，從而確定第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路的步驟包括：

根據(jù)輸入輸出阻抗，并通過對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線的傳輸函數(shù)，計算所需阻抗變換電路的長度和寬度，從而確定第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路，具體通過以下公式計算：

其中，a0、b0、c0、d0分別表示對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線的傳輸函數(shù)中的四個傳輸參數(shù)；θs表示對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中對稱微帶線的相位特性參數(shù)，zs表示對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中對稱微帶線的阻抗特性參數(shù)，bstub表示對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中除對稱微帶線的另一微帶線的電納特性參數(shù)；

a1、b1、c1、d1分別表示與對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線等效的普通微帶線的傳輸函數(shù)中的四個傳輸參數(shù)；θt表示等效后的普通微帶線的相位特性參數(shù)，zt表示等效后的普通微帶線的阻抗特性參數(shù)；

根據(jù)a0＝a1，b0＝b1，c0＝c1，以及等效后的普通微帶線的相位特性參數(shù)θt和阻抗特性參數(shù)zt，計算得到對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中對稱微帶線的相位特性參數(shù)θs、阻抗特性參數(shù)zs以及，對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中除對稱微帶線的另一微帶線的電納特性參數(shù)bstub；

根據(jù)θs、zs和bstub，分別計算得到對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中三段微帶線的長度和寬度。

其中，按照預設連接關(guān)系，將功分器、主功放電路、輔功放電路、第一阻抗匹配電路、第二阻抗匹配電路、以及第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路連接，得到雙頻功放電路的步驟包括：

功分器包括第一輸出端和第二輸出端；

將功分器的第一輸出端與主功放電路的輸入端連接，主功放電路的輸出端與第一阻抗匹配電路的輸入端連接，第一阻抗匹配電路的輸出端與第一阻抗變換電路的輸入端連接；

將功分器的第二輸出端與輔功放電路的輸入端連接，輔功放電路的輸出端與第二阻抗匹配電路的輸入端連接，第二阻抗匹配電路的輸出端與第二阻抗變換電路的輸入端連接，第二阻抗變換電路的輸出端與第一阻抗變換電路的輸出端連接，得到雙頻功放電路。

本發(fā)明的實施例的有益效果是：

通過將功分器的第一輸出端與主功放電路、第一阻抗匹配電路、第一阻抗變換電路依次連接；功分器的第二輸出端與輔功放電路、第二阻抗匹配電路、第二阻抗變換電路依次連接，且第二阻抗變換電路與第一阻抗變換電路合路輸出；當流經(jīng)上述兩條功放鏈路的射頻信號的中心頻率不同時，第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路的輸入輸出阻抗相同，保證在兩個頻段的高效率、高功率輸出，無需采用多通道形式實現(xiàn)不同頻段功放電路的切換，簡化了功放電路的電路結(jié)構(gòu)，節(jié)約了設計開發(fā)成本。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明的雙頻功放電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2表示本發(fā)明的雙頻功放電路的連接關(guān)系示意圖；

圖3表示本發(fā)明的雙頻功放電路中第一阻抗變換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4表示本發(fā)明的雙頻功放電路的制作方法的流程圖。

其中圖中：d0、功分器，a1、主功放電路，d1、第一阻抗匹配電路，t1、第一阻抗變換電路；a2、輔功放電路，d2、第二阻抗匹配電路，t2、第二阻 抗變換電路；l1、第一傳輸線，l2、第二傳輸線；

d001、功分器的第一輸出端，d002、功分器的第二輸出端；

a101、主功放電路的輸入端，a102、主功放電路的輸出端；

d101、第一阻抗匹配電路的輸入端，d102、第一阻抗匹配電路的輸出端；

t101、第一阻抗變換電路的輸入端，t102、第一阻抗變換電路的輸出端；

a201、輔功放電路的輸入端，a202、輔功放電路的輸出端；

d201、第二阻抗匹配電路的輸入端，d202、第二阻抗匹配電路的輸出端；

t201、第二阻抗變換電路的輸入端，t202、第二阻抗變換電路的輸出端；

t11、t型接口，l11、第一微帶線，l12、第二微帶線，l13、第三微帶線；

t111、第一接口，t112、第二接口，t113、第三接口。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實施例一

本發(fā)明的實施例提供了一種雙頻功放電路，尤其是具有小信號效率較高特點的doherty功放電路。具體地，如圖1和圖2所示，該雙頻功放電路包括功分器d0、主功放電路a1、輔功放電路a2、第一阻抗匹配電路d1、第二阻抗匹配電路d2、第一阻抗變換電路t1和第二阻抗變換電路t2。

一般地，doherty功放電路中在功分器的一個輸出端連接有一主放大器，功分器的另一個輸出端依次連接有一λ/4傳輸線和一輔放大器，主放大器和輔放大器合路輸出。為了保證小信號下使得功放提前達到飽和點，進而實現(xiàn)高效率的目的，可在doherty功放電路中增加微帶線；為了保證打信號下功放實現(xiàn)高效率，可在doherty功放電路中增加阻抗匹配電路。

其中，對應于本發(fā)明實施例中的雙頻功放電路，功分器d0包括第一輸出端d001和第二輸出端d002；功分器的主要作用是將輸入的射頻信號平均分為兩路。

功分器的第一輸出端d001與主功放電路的輸入端a101連接，主功放電路的輸出端a102與第一阻抗匹配電路的輸入端d101連接，第一阻抗匹配電路的輸出端d102與第一阻抗變換電路的輸入端t101連接；以上連接通路為doherty功放電路的主功放鏈路。主功放電路a1的主要結(jié)構(gòu)為功率管，作用是將流經(jīng)的射頻信號放大；第一阻抗匹配電路d1的作用是對大信號進行阻抗匹配，提高主功放電路a1對大信號的放大效率；第一阻抗變換電路t1的作用是對小信號進行阻抗變換，提高主功放電路a1對小信號的放大效率。

對應地，功分器的第二輸出端d002與輔功放電路的輸入端a201連接，輔功放電路的輸出端a202與第二阻抗匹配電路的輸入端d201連接，第二阻抗匹配電路的輸出端d202與第二阻抗變換電路的輸入端t201連接；以上連接通路為doherty功放電路的輔功放鏈路。主輔功放電路合路后輸出，即第二阻抗變換電路的輸出端t202與第一阻抗變換電路的輸出端t102連接。輔功放電路a2的主要結(jié)構(gòu)為功率管，作用是將流經(jīng)的射頻信號放大，輔助主功放電路a1；第二阻抗匹配電路d2的作用是完成輔功放鏈路的λ/4匹配，并進一步地對大信號進行阻抗匹配，提高輔功放電路a2對大信號的放大效率；第二阻抗變換電路t2的作用是對小信號進行阻抗變換，提高輔功放電路a2對小信號的放大效率。

值得指出的是，當流經(jīng)該雙頻功放電路的射頻信號的中心頻率不同時，第一阻抗變換電路t1和第二阻抗變換電路t2的輸入輸出阻抗相同，即該雙頻功放電路對不同頻段的射頻信號均具有較高的放大效率，且無需采用多通道形式實現(xiàn)不同頻段功放電路的切換，簡化了功放電路的電路結(jié)構(gòu)，節(jié)約了設計開發(fā)成本。

進一步地，由于普通微帶線只能保證在窄帶工作狀態(tài)下的小信號放大效率，而不能滿足寬帶或多個頻段工作狀態(tài)下的小信號放大效率。因此，為了保證第一阻抗變換電路t1和第二阻抗變換電路t2要保證在兩個頻段都處于較高效率的狀態(tài)，第一阻抗變換電路t1和第二阻抗變換電路t2可采用結(jié)構(gòu)相同的對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線，該對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線在兩個不同頻段均可等效為特征阻抗為50歐姆的微帶線。

其中，對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線如圖3所示，具體地以第一阻抗變換電路t1為例進行說明，具體包括：

t型接口t11，包括：第一接口t111、第二接口t112和第三接口t113；

第一微帶線l11，第一微帶線l11的一端與t型接口的第一接口t111連接，第一微帶線l11的另一端與第一阻抗匹配電路d1連接；

第二微帶線l12，第二微帶線l12的一端與t型接口的第二接口t112連接，第二微帶線l12的另一端與第二阻抗匹配電路d2連接；

第三微帶線l13，與t型接口的第三接口t113連接。

進一步地，與t型接口t11的第三接口t113連接的第三微帶線l13有兩種具體形式，一種是第三微帶線l13為開路線，另一種是第三微帶線l13為末端串聯(lián)電容的短路線。

值得指出的是，第二阻抗變換電路t2的連接結(jié)構(gòu)與第一阻抗變換電路t1完全相同，具體三個微帶線的尺寸，可根據(jù)實際需要設計確定。

其中，該雙頻功放電路還包括：

第一傳輸線l1，第一傳輸線l1的一端與功分器的第一輸出端d001連接，第一傳輸線l1的另一端與主功放電路a1連接；以及，

第二傳輸線l2，第二傳輸線l2的一端與功分器的第二輸出端d002連接，第二傳輸線l2的另一端與輔功放電路a2連接。

其中，第一阻抗變換電路d1和第二阻抗變換電路d2的輸入輸出端阻抗均為50歐姆，這里所說的輸入輸出阻抗均指的是特征阻抗，即對于大信號的阻抗匹配的特征阻抗為50歐姆。

第一阻抗變換電路t1和第二阻抗變換電路t2在兩個不同頻段均可等效為特征阻抗為50歐姆的微帶線，即對于小信號的阻抗匹配的特征阻抗也為50歐姆。

綜上，通過將功分器d0的第一輸出端d001與主功放電路a1、第一阻抗匹配電路d1、第一阻抗變換電路t1依次連接；功分器d0的第二輸出端d002與輔功放電路a2、第二阻抗匹配電路d2、第二阻抗變換電路t2依次連接，且第二阻抗變換電路t2與第一阻抗變換電路t1合路輸出；當流經(jīng)上述兩條功放鏈路的射頻信號的中心頻率不同時，第一阻抗變換電路t1和第二阻抗變換電路t2的輸入輸出阻抗相同，保證在兩個頻段的高效率、高功率輸出，無需采用多通道形式實現(xiàn)不同頻段功放電路的切換，簡化了功放電路的電路結(jié)構(gòu)，節(jié)約了設計開發(fā) 成本。

實施例二

以上實施例一介紹了本發(fā)明的雙頻功放電路，下面本實施例將結(jié)合附圖對該雙頻功放電路的制作方法做進一步說明。

如圖4所示，本發(fā)明實施例的另一個方面，還提供了一種雙頻功放電路的制作方法，具體包括以下步驟：

步驟s41：根據(jù)所需射頻信號的中心頻率，確定阻抗變換電路所需的輸入輸出阻抗。

由于本發(fā)明針對具有小信號效率較高特點的doherty功放電路的設計，為了使小信號的放大效率保持在較高水平，需要將其匹配至合適的特征阻抗，其中，該阻抗變換電路應至少可工作于兩種不同頻段，阻抗變換電路可以設計為對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線。其中，對于兩個不同頻率的射頻信號來說，需要確定不同頻率處最大效率點匹配的特征阻抗，例如在f1和f2處最大效率點匹配的特征阻抗為100歐姆(反型匹配到25歐姆)時，功放管的效率最高，也就是說阻抗變換電路所需的輸入輸出阻抗為100歐姆，即可將其等效為特征阻抗為100歐姆的微帶線。

步驟s42：根據(jù)輸入輸出阻抗，計算對應阻抗變換電路的傳輸線尺寸，從而確定第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路。

計算得到相應的輸入輸出阻抗后，根據(jù)該輸入輸出阻抗，計算對應阻抗變換電路的傳輸線尺寸，從而確定第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路。

步驟s43：按照預設連接關(guān)系，將功分器、主功放電路、輔功放電路、第一阻抗匹配電路、第二阻抗匹配電路、以及第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路連接，得到雙頻功放電路。

具體地，步驟s43包括：

功分器包括第一輸出端和第二輸出端；

將功分器的第一輸出端與主功放電路的輸入端連接，主功放電路的輸出端與第一阻抗匹配電路的輸入端連接，第一阻抗匹配電路的輸出端與第一阻抗變換電路的輸入端連接；

將功分器的第二輸出端與輔功放電路的輸入端連接，輔功放電路的輸出端 與第二阻抗匹配電路的輸入端連接，第二阻抗匹配電路的輸出端與第二阻抗變換電路的輸入端連接，第二阻抗變換電路的輸出端與第一阻抗變換電路的輸出端連接，得到雙頻功放電路。

即將功分器的第一輸出端與主功放電路、第一阻抗匹配電路、第一阻抗變換電路依次連接；功分器的第二輸出端與輔功放電路、第二阻抗匹配電路、第二阻抗變換電路依次連接，且第二阻抗變換電路與第一阻抗變換電路合路輸出；當流經(jīng)上述兩條功放鏈路的射頻信號的中心頻率不同時，第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路的輸入輸出阻抗相同，保證在兩個頻段的高效率、高功率輸出。

進一步地，步驟s42包括：根據(jù)輸入輸出阻抗，并通過對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線的傳輸函數(shù)，計算所需阻抗變換電路的長度和寬度，從而確定第一阻抗變換電路和第二阻抗變換電路，具體通過以下公式計算：

其中，a0、b0、c0、d0分別表示對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線的傳輸函數(shù)中的四個傳輸參數(shù)；θs表示對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中對稱微帶線的相位特性參數(shù)，zs表示對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中對稱微帶線的阻抗特性參數(shù)，bstub表示對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中除對稱微帶線的另一微帶線的電納特性參數(shù)；

a1、b1、c1、d1分別表示與對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線等效的普通微帶線的傳輸函數(shù)中的四個傳輸參數(shù)；θt表示等效后的普通微帶線的相位特性參數(shù)，zt表示等效后的普通微帶線的阻抗特性參數(shù)；

根據(jù)a0＝a1，b0＝b1，c0＝c1，以及等效后的普通微帶線的相位特性參數(shù)θt和阻抗特性參數(shù)zt，計算得到對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中對稱微帶線的相位特性參數(shù)θs、阻抗特性參數(shù)zs以及，對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中除對稱微帶線的另一微帶線的電納特性參數(shù)bstub；

根據(jù)θs、zs和bstub，分別計算得到對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中三段微帶線的長度和寬度。

也就是說，設計的對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線可等效為特征阻抗為50歐姆的微帶線，通過a0＝a1，b0＝b1，c0＝c1可得到：

zs(sin2θs-bstubzssin²θs)＝ztsinθt(2)

其中，θt為等效后的普通微帶線的相位特性參數(shù)，zt為等效后的普通微帶線的阻抗特性參數(shù)，即θt為100歐姆微帶線的相位特性參數(shù)，zt為50歐姆微帶線的阻抗特性參數(shù)，θt1、θt2分別表示在f1、f2頻率處將最大效率點匹配到100歐姆(反型匹配到25歐姆)或者將阻抗匹配電路匹配到高阻時需要轉(zhuǎn)過的相位，為已知數(shù)。

根據(jù)公式(1)、公式(2)和公式(3)能夠得到以下公式：

將θt1、θt2代入公式(4)可以計算的到θs，繼而將計算的到的θs代入公式(1)、公式(2)和公式(3)中的任意兩個，即可得到zs和bstub。

根據(jù)微帶線尺寸與其特征參數(shù)之間的關(guān)系，根據(jù)θs、zs和bstub可計算得到對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中三段微帶線的長度和寬度。其中，對稱型t型結(jié)構(gòu)微帶線中對稱微帶線的長度和寬度分別對應相等。

綜上，根據(jù)以上方法設計制作的雙頻功放電路，能夠保證在不同頻段工作時均保持較高的放大效率，且無需采用多通道形式實現(xiàn)不同頻段功放電路的切換，簡化了功放電路的電路結(jié)構(gòu)，節(jié)約了設計開發(fā)成本。

以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員來說，在不脫離本發(fā)明所述的原理前提下還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。