负载调制功率放大器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种负载调制功率放大器。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信的广泛应用，为了获得更好的通信性能，功率放大器的调制方式越 来越复杂，调制信号的峰均比不断增加。为了使信号的波段对发射机发射性能产生的影响 最小化，发射机的最后一级功放模块往往需要工作在功率回退状态，该导致了功率放大器 的实际工作效率很低，往往不能满足应用要求。
[0003] Doherty结构的功率放大器是一种典型的能够提高功率回退效率的功率放大器， 因此在3G、4G等先进的通信系统中有着广泛的应用。Doherty功率放大器的关键点是应用 了负载调制原理，使得功率管巧的负载阻抗随着输入功率的变化而变化。传统的Dohedy 功率放大器的结构如图1所述。该功放其能够实现输入功率回退效率较高的条件是；主功 放管在功率回退时的最佳负载阻抗为功率饱和时的最佳负载阻抗的两倍，使得主功放管提 前达到饱和状态，从而获得较高的效率。在图1中，第二四分之一波长线用于在低功率输入 状态时将最佳负载阻抗R"调制转换为2Rit，Rit为饱和输出时的最佳负载阻抗。第一输出 匹配电路用于补偿巧片片上寄生电容、绑定线及封装带来的非理想效应。
[0004] 由于存在第一输出匹配电路，使得功率回退时主功放管的负载阻抗不能保证为最 佳负载阻抗，该导致了功率回退时的效率不能保证为最佳效率。第一阻抗补偿线用于调节 功率回退时的主功放管的负载阻抗更加接近最佳负载阻抗，而不影响大功率输入状态时的 阻抗匹配情况。第二输入补偿线用于调节辅助功放管的输出阻抗为高阻，防止主功放支路 的功率泄漏到辅助功放支路。
[0005] 由于相位补偿线、四分之一波长线的存在，使得Doherty功率放大器的工作 带宽有限。I邸ETRANSACTIONSONMICROWAVET肥0RYANDTECHNIQ肥S(IE邸微波理 论与技术汇刊）在2012年9月9日第60卷发表的一篇名称为"ATransformer-Less Load-Modulated(TLLM)ArchitectureforEfficientWidebandPowerAmplifiers"的文章 中，M.A化a巧our等人提出了一种取消了阻抗补偿线与四分之一波长线的负载调制功率放 大器（LMPA)，用50欧姆的负载电阻直接作为调制阻抗。该功率放大器在功率回退时的最佳 负载阻抗为4,Dpt,B=Mi+j*Ni，饱和时的最佳负载阻抗为4,Dpt,P=M2+j*N2,该种LMPA要获 取最佳性能的条件是；2(N2-Ni)2= (2Mi-M,) (2M,-Mi)，该是一个非常苛刻的条件。
[0006] 综上所述，传统的负载调制功率放大器，包括Doherty结构W及M.A化a巧our提出 的LMPA放大器，其负载调制阻抗均为实阻抗，要同时实现功率放大器在功率回退与饱和功 率的功率放大器时的最佳性能，都必须满足上述条件。
[0007] 因此需要研制出一种潜在可实现带宽较宽，并且能够弱化其得到最佳性能条件的 负载调制功率放大器。
【发明内容】
[000引针对上述问题，本发明提供一种负载调制功率放大器，w解决现有技术中功率放 大器实现最佳性能的条件较苛刻的问题。
[0009] 为达到上述目的，本发明负载调制功率放大器，包括依次串联连接的功率分配电 路、功放电路、负载预匹配电路和负载电阻咕。;其中所述负载预匹配电路用于将Rw转换为 调制阻抗，在低功率输入时负载调制效应将所述调制阻抗调制为ZiT，在高功率输入时负载 调制效应将所述调制阻抗调制为2Zit，其中ZiT=R^+jX^。
[0010] 通过负载预匹配电路在负载调制阻抗中引入了虚部而，使得在计算使功率放大器 达到最佳性能的条件时加入了含有咕W及Xj勺自由变量，从而弱化了【背景技术】中实现最佳 性能的条件。
【附图说明】
[0011] 图1是传统的Doherty功率放大器的电路框图；
[0012] 图2是本发明负载调制功率放大器的电路框图；
[001引图3是一个两点阻抗匹配效果的Smith圆图示意图；
[0014] 图4是本发明的第一功率管巧与传统功率放大器的主功放管在最佳工作状态时 的效率对比的Smith圆图示意图；
[0015] 图5是一个双向阻抗匹配的Smith圆图示意图；
[0016] 图6是本发明负载调制功率放大器的一个设计实例；
[0017] 图7是图6中设计实例的增益与输出功率随着输入功率变化的测试曲线；
[001引图8是图6中设计实例的漏极效率随着功率回退效率变化的仿真与试曲线图；
[0019] 图9是本发明负载调制功率放大器的另一个设计实例的示意图；
[0020] 图10是图9中设计实例在功率饱和时的效率与功率回退6地的效率随着工作频 率变化的曲线图；
[0021] 图11是对图9中设计实例仿真的小信号S参数曲线图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
[0023] 实施例1
[0024] 本实施例提供一种负载调制功率放大器，该功率放大器包括依次串联连接的功率 分配电路、功放电路、负载预匹配电路和负载电阻咕。，负载电阻可选用50欧姆的电阻。
[0025] 其中所述负载预匹配电路用于将咕。转换为调制阻抗，在低功率输入时负载调 制效应将所述调制阻抗调制为ZiT，在高功率输入时负载调制效应将所述调制阻抗调制为 2Zit，其中Zit=Rl+_]'Xl。
[0026] 该里我们称ZiT为第一负载调制阻抗，称2Z1T为第二负载调制阻抗。
[0027] 本实施例相对于现有技术的改进之处在于：通过负载预匹配电路在负载调制阻抗 中引入了虚部而，使得在计算使功率放大器达到最佳性能的条件时加入了含有咕W及Xj勺 自由变量，从而弱化了【背景技术】中实现最佳性能的条件。
[002引尽管负载调制阻抗中引入了虚部，功率放大器实现最佳性能的条件的推导没有发 生改变，所W本实施例不做具体推导。本实施例体现的主要思想是在负载调制阻抗中引入 虚部，w达到放宽上述条件的目的。
[0029] 实施例2
[0030] 本实施例在上述实施例1的基础上进一步限定：
[0031] 功放电路包括并联连接的主功放支路和辅助功放支路。
[0032] 功率分配电路将输入功率分配到主功放支路和辅助功放支路中，通常的分配比例 为1 ;1，可W得到饱和功率回退6地时的最佳功率回退效率。主功放支路的输出电流为Ii， 辅助功放支路的输出电路为I2,Ii和I2相位相同，大小相同，且共同流经负载预匹配电路。
[0033] 所述主功放支路包括第一功率管巧、两点匹配电路，两点匹配电路连接在第一功 率管巧输出端和负载预匹配电路之间。所述两点匹配电路用于在低功率输入时将第一负载 调制阻抗ZiT匹配至第一功率管巧在功率回退时的最佳负载阻抗，在