电流合成式新型Doherty功率放大器的制作方法

本发明涉及电子，尤其涉及一种电流合成式新型doherty功率放大器。

背景技术：

1、基于变压器的电流合成式doherty pa（功率放大器）由并联的载波功放网络和峰值功放网络以及磁耦合变压器功率合成网络组成。其中，载波功放网络和峰值功放网络的放大器尺寸相同，载波功放网络工作在ab类，峰值功放网络工作在c类。

2、当输入功率较小时，doherty pa工作在低功率模式，峰值功放网络未打开，仅载波功放网络工作；随着输入功率的增大，当载波功放网络的输出功率接近饱和功率时，载波功放网络的功率到达第一个峰值点，同时峰值功放网络打开，载波功放网络和峰值功放网络同时工作，doherty pa进入高功率模式，输出功率是载波功放网络和峰值功放网络输出功率合成后所得的功率。

3、理想情况下，由于doherty pa的输出功率合成网络采用的是磁耦合变压器，磁耦合变压器能够实现直流隔离，工作鲁棒性好，因此当其工作在高功率模式时，最大输出功率会比低功率模式下的最大输出功率增加约6db。但在实际工作中，功率合成网络会引入损耗，此时doherty pa的最大输出功率和效率便会降低。而且，当采用单片集成电路工艺设计doherty pa时，相同容量的磁耦合变压器占用的芯片面积比自耦合变压器的面积大，成本高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电流合成式新型doherty功率放大器，以解决现有功率放大器在电流使用工作中，会导致其最大输出功率和效率降低的问题，且能实现占用芯片面积小，成本低的效果。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种电流合成式新型doherty功率放大器，其包括依次连接的信号输入端、输入功率正交分配网络、功放网络、功率合成网络以及信号输出端；所述功放网络包括载波功放网络和峰值功放网络；

3、所述输入功率正交分配网络的输入端与所述信号输入端连接，用于将所述信号输入端接收的单端信号实现正交双端信号的转换，并输出第一正交信号和第二正交信号；

4、所述载波功放网络的输入端与所述输入功率正交分配网络的第一输出端连接，用于将所述第一正交信号进行功率放大并实现将单端信号转换为差分信号，输出第一正交差分信号和第二正交差分信号；

5、所述峰值功放网络的输入端与所述输入功率正交分配网络的第二输出端连接，用于将所述第二正交信号进行功率放大并实现将单端信号转换为差分信号，输出第三正交差分信号和第四正交差分信号；

6、所述功率合成网络的第一输入端与所述载波功放网络的输出端连接，所述功率合成网络的第二输入端与所述峰值功放网络的输出端连接，用于接收所述第一正交差分信号、所述第二正交差分信号、所述第三正交差分信号以及所述第四正交差分信号，并将其合成为一路单端信号；

7、所述功率合成网络包括自耦变压器；所述自耦变压器包括第一初级线圈、以及分别与所述第一初级线圈耦合的第一次级线圈、第二次级线圈和第三次级线圈；

8、所述第一初级线圈的第一端和所述第一初级线圈的第二端作为所述功率合成网络的第二输入端，与所述峰值功放网络的输出端连接，用于分别接收所述第三正交差分信号和第四正交差分信号；

9、所述第一次级线圈的第一端连接至所述第三次级线圈的第一端；所述第一次级线圈的第二端接地；

10、所述第二次级线圈的第一端与所述第一次级线圈的第二端连接，所述第二次级线圈的第一端和所述第二次级线圈的第二端作为所述功率合成网络的第一输入端，与所述载波功放网络的输出端连接，用于接收所述第一正交差分信号和第二正交差分信号；

11、所述第三次级线圈的第二端与所述第二次级线圈的第二端连接，所述第三次级线圈的第一端作为所述功率合成网络的输出端，与所述信号输出端连接；

12、所述信号输出端与所述功率合成网络的输出端连接以将所述功率合成网络合成的一路单端信号输出；

13、所述载波功放网络包括第一输入匹配网络、第一功率放大器、第二变压器、第二功率放大器、第三功率放大器以及阻抗反转网络；

14、所述第一输入匹配网络的输入端作为所述载波功放网络的输入端；

15、所述第一功率放大器的输入端与所述第一输入匹配网络的输出端连接；

16、所述第二变压器包括第三初级线圈和与所述第三初级线圈耦合的第五次级线圈，用于实现将所述第一正交信号转换为差分信号并输出所述第一正交差分信号和所述第二正交差分信号；

17、所述第三初级线圈的第一端与所述第一功率放大器的输出端连接，所述第三初级线圈的第二端接地；所述第五次级线圈的第一端连接至所述第二功率放大器的输入端，所述第五次级线圈的第二端连接至所述第三功率放大器的输入端；

18、所述阻抗反转网络的第一输入端和所述阻抗反转网络的第二输出端分别连接至所述第二功率放大器的输出端和所述第三功率放大器的输出端，所述阻抗反转网络的第一输出端和所述阻抗反转网络的第二输出端作为所述载波功放网络的输出端，以分别与所述第二次级线圈的第一端和所述第二次级线圈的第二端连接；

19、所述峰值功放网络包括第二输入匹配网络、第四功率放大器、第三变压器、第五功率放大器、第六功率放大器以及相位补偿网络；

20、所述第二输入匹配网络的输入端作为所述峰值功放网络的输入端；

21、所述第四功率放大器的输入端与所述第二输入匹配网络的输出端连接；

22、所述第三变压器包括第四初级线圈和与所述第四初级线圈耦合的第六次级线圈；所述第四初级线圈的第一端与所述第四功率放大器的输出端连接，所述第四初级线圈的第二端接地；所述第六次级线圈的第一端连接至所述第五功率放大器的输入端，所述第六次级线圈的第二端连接至所述第六功率放大器的输入端，用于实现将所述第二正交信号转换为差分信号并输出所述第三正交差分信号和所述第四正交差分信号；

23、所述相位补偿网络的第一输入端和所述相位补偿网络的第二输出端分别连接至所述第五功率放大器的输出端和所述第六功率放大器的输出端，所述相位补偿网络的第一输出端和所述相位补偿网络的第二输出端作为所述峰值功放网络的输出端，分别与所述第一初级线圈的第一端和所述第一初级线圈的第二端连接。

24、更优的，所述功率合成网络还包括第一电容、第二电容和第三电容；

25、所述第一电容并联至所述第二次级线圈的第一端与所述第二次级线圈的第二端；

26、所述第二电容并联至所述第一初级线圈的第一端和所述第一初级线圈的第二端；

27、所述第三电容并联至所述第一次级线圈的第一端和所述第一次级线圈的第二端。

28、更优的，所述输入功率正交分配网络包括第一变压器、第四电容以及第五电容；

29、所述第一变压器包括第二初级线圈和与所述第二初级线圈耦合的第四次级线圈；所述第二初级线圈的第一端作为所述输入功率正交分配网络的输入端，与所述信号输入端连接，所述第二初级线圈的第二端作为所述输入功率正交分配网络的第二输出端，与所述第二输入匹配网络的输入端连接；所述第四次级线圈的第一端作为所述输入功率正交分配网络的第一输出端，与所述第一输入匹配网络的输入端连接，所述第四次级线圈的第二端接地；

30、所述第四电容并联至所述第二初级线圈的第一端和所述第四次级线圈的第一端；

31、所述第五电容并联至所述第二初级线圈的第二端和所述第四次级线圈的第二端。

32、更优的，所述阻抗反转网络包括第一键合线、第二键合线、第六电容以及第七电容；

33、所述第一键合线的输入端作为所述阻抗反转网络的第一输入端，与所述第二功率放大器的输出端连接，所述第一键合线的输出端作为所述阻抗反转网络的第一输出端，与所述第二次级线圈的第二端连接；

34、所述第二键合线的输入端作为所述阻抗反转网络的第二输入端，与所述第三功率放大器的输出端连接，所述第二键合线的输出端作为所述阻抗反转网络的第二输出端，与所述第二次级线圈的第一端连接；

35、所述第六电容并联至所述第一键合线的输入端和所述第二键合线的输入端；所述第七电容并联至所述第一键合线的输出端和所述第二键合线的输出端。

36、更优的，所述载波功放网络还包括第八电容和第九电容；

37、所述第八电容的第一端连接至所述第五次级线圈的中抽头，所述第八电容的第二端接地；

38、所述第九电容的并联至所述第二功率放大器的输入端和所述第三功率放大器的输入端。

39、更优的，所述相位补偿网络包括第三键合线、第四键合线、第十电容以及第十一电容；

40、所述第三键合线的输入端作为所述相位补偿网络的第一输入端，与所述第五功率放大器的输出端连接，所述第三键合线的输出端作为所述相位补偿网络的第一输出端，与所述第一初级线圈的第一端连接；

41、所述第四键合线的输入端作为所述相位补偿网络的第二输入端，与所述第六功率放大器的输出端连接，所述第四键合线的输出端作为所述相位补偿网络的第二输出端，与所述第一初级线圈的第二端连接；

42、所述第十电容并联至所述第三键合线的输入端和所述第四键合线的输入端；所述第十一电容并联至所述第三键合线的输出端和所述第四键合线的输出端。

43、更优的，所述峰值功放网络还包括第十二电容和第十三电容；

44、所述第十二电容的第一端连接至所述第六次级线圈的中抽头，所述第十二电容的第二端接地；

45、所述第十三电容的并联至所述第五功率放大器的输入端和所述第六功率放大器的输入端。

46、更优的，所述功率合成网络还包括第十四电容和第十五电容；

47、所述第十四电容的第一端连接至所述第一次级线圈的第二端，所述第十四电容的第二端接地；

48、所述第十五电容串联至所述第三次级线圈的第二端与所述信号输出端之间；

49、所述功率放大器还包括电阻，所述电阻的第一端连接至所述信号输出端，所述电阻的第二端接地。

50、与现有技术相比，本发明的电流合成式新型doherty功率放大器通过采用包括第一初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈以及第三次级线圈的自耦变压器作为输出部分的功率合成网络，从而可以使该电流合成式新型doherty功率放大器在采用相同容量的变压器作为功率合成网络时，提高其最大输出功率和效率，以满足使用需求，同时减少功率合成网络占用芯片的面积并降低成本。