本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種多路Doherty放大器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代無線通訊網(wǎng)絡(luò)的基站系統(tǒng)在傳送信號(hào)到用戶終端時(shí)需消耗大量能量，所以系統(tǒng)的效率越來越受到重視，特別是作為基站系統(tǒng)末端的功率放大器，其能耗的高低是基站能耗高低的關(guān)鍵。為了更加有效地利用頻譜資源，目前基站廣泛采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：正交頻分復(fù)用)、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access：寬帶碼分多址)等高峰均比調(diào)制方式，要求功率放大器在高峰均比的條件下正常工作，因此功率放大器不但要滿足線性指標(biāo)要求，同時(shí)需要到達(dá)較高的工作效率。

傳統(tǒng)的兩路對(duì)稱Doherty其高效率的動(dòng)態(tài)范圍為6dB，對(duì)于具有更高峰均比的信號(hào)，其提高效率的性能是有限的。為了進(jìn)一步提高Doherty的效率，可以采用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)和多路結(jié)構(gòu)。非對(duì)稱結(jié)構(gòu)雖然可以拓展高效率范圍，但是其效率在兩個(gè)峰值點(diǎn)之間有明顯的下降。所以無線通信領(lǐng)域中一般采用既可以拓展效率范圍，又因有多個(gè)效率峰值點(diǎn)而具有更高效率的多路結(jié)構(gòu)。但是，在高回退時(shí)，傳統(tǒng)多路結(jié)構(gòu)和Novel多路結(jié)構(gòu)的效率在兩個(gè)峰值點(diǎn)會(huì)有明顯下降。

傳統(tǒng)多路放大器包括一個(gè)主路和多個(gè)峰路，它的每一個(gè)峰路都是單獨(dú)與主路進(jìn)行合路的。以傳統(tǒng)三路放大器為例，圖1所示的是傳統(tǒng)多路放大器的原理圖，圖2是傳統(tǒng)三路放大器工作的效率曲線圖，從圖中可以看出，傳統(tǒng)三路放大器工作時(shí)會(huì)有三個(gè)效率峰值點(diǎn)，峰值點(diǎn)之間效率曲線具有效率凹坑。這種效率凹坑嚴(yán)重影響了傳統(tǒng)多路Doherty功率放大器在高分均比信號(hào)時(shí)效率的提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種在高回退時(shí)，兩個(gè)效率峰值點(diǎn)之間不會(huì)有明顯下降的多路放大器，解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)多路結(jié)構(gòu)和Novel多路結(jié)構(gòu)的效率在高回退時(shí)兩個(gè)效率峰值點(diǎn)之間會(huì)有明顯的下降技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多路Doherty放大器，所述多路Doherty放大器包括主路、第一峰路集和第二峰路集，所述第一峰路集包含N個(gè)峰路，N大于等于2，所述第二峰路集包含N’個(gè)峰路，N’大于等于1；所述放大器具有輸入網(wǎng)絡(luò)，所述輸入網(wǎng)絡(luò)將所述放大器輸入端連接至所述主路的第一輸入端以及所述第一峰路集和所述第二峰路集中各個(gè)峰路的相應(yīng)輸入端；所述放大器具有輸出網(wǎng)絡(luò)，在所述輸出網(wǎng)絡(luò)中，所述放大器主路先與所述第一峰路集進(jìn)行合路，形成第一合路點(diǎn)，然后再與所述第二峰路集進(jìn)行合路，形成第二合路點(diǎn)，所述第二合路點(diǎn)與所述放大器輸出端連接。

在本發(fā)明一種實(shí)施例中，所述輸出網(wǎng)絡(luò)中，所述主路的第一輸出與所述第一合路點(diǎn)之間設(shè)有一個(gè)第一匹配阻抗；所述第一合路點(diǎn)與所述第二合路點(diǎn)之間設(shè)有一個(gè)第二匹配阻抗。

在本發(fā)明一種實(shí)施例中，所述第一峰路集具體為：所述第一峰路集中除第一峰路外，其他所有峰路分別與所述第一峰路集的第一峰路進(jìn)行合路。

在本發(fā)明一種實(shí)施例中，所述第一峰路集中，所述第一峰路集中除第一峰路外，其他所有峰路分別與所述第一峰路集的第一峰路進(jìn)行合路并形成N-1個(gè)合路點(diǎn)，每一個(gè)合路點(diǎn)之前都設(shè)置有牽引阻抗。

在本發(fā)明一種實(shí)施例中，所述第二峰路集具體為：所述第二峰路集中除第一峰路外，其他所有峰路分別與所述第二峰路集的第一峰路進(jìn)行合路。

在本發(fā)明一種實(shí)施例中，所述第二峰路集中，所述第二峰路集中除第一峰路外，其他所有峰路分別與所述第二峰路集的第一峰路進(jìn)行合路并形成N’-1 個(gè)合路點(diǎn)，每一個(gè)合路點(diǎn)之前都設(shè)置有牽引阻抗。

在本發(fā)明一種實(shí)施例中，N大于等于N’。

在本發(fā)明一種實(shí)施例中，所述主路的放大器工作在AB類狀態(tài)或B類狀態(tài)。

在本發(fā)明一種實(shí)施例中，所述第一峰路集與所述第二峰路集的各個(gè)峰路的放大器工作在C類狀態(tài)。

在本發(fā)明一種實(shí)施例中，當(dāng)N等于2，N’等于1時(shí)，所述第一峰路集的第一峰路與所述第一峰路集的第二峰路進(jìn)行合路，形成第三合路點(diǎn)；所述輸入網(wǎng)絡(luò)中包含與所述主路進(jìn)行匹配的第一阻抗、與所述第一峰路集的第二峰路進(jìn)行匹配的第二阻抗和與所述第二峰路集中的第一峰路進(jìn)行匹配的第三阻抗；所述輸出網(wǎng)絡(luò)中所述第一峰路集中第一峰路的輸出與所述第三合路點(diǎn)之間設(shè)有一個(gè)第四阻抗，所述第三合路點(diǎn)與所述第一合路點(diǎn)之間設(shè)有一個(gè)第五阻抗；所述第二峰路集中第一峰路的輸出與所述第二合路點(diǎn)之間設(shè)有第六阻抗和第七阻抗。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的多路Doherty放大器通過采用讓第一峰路集的各個(gè)峰路先進(jìn)行合路，然后與主路合路，最后將第二個(gè)峰路集的各個(gè)峰路合路后連接到主路上的合路方式，提升了放大器在效率高回退時(shí)兩個(gè)峰值點(diǎn)之間的效率，使得效率在回退6dB以上時(shí)無明顯的凹坑。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)多路Doherty放大器的原理圖；

圖2為傳統(tǒng)多路Doherty放大器工作的效率曲線圖；

圖3為本發(fā)明一種多路Doherty放大器的原理圖；

圖4為本發(fā)明的一種四路Doherty放大器的原理圖；

圖5為本發(fā)明的一種四路Doherty放大器一種具體實(shí)施例的原理圖；

圖6為本發(fā)明的一種四路Doherty放大器工作的阻抗曲線圖；

圖7為本發(fā)明的一種四路Doherty放大器工作的效率曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)多路結(jié)構(gòu)和Novel多路結(jié)構(gòu)的放大器效率高回退時(shí)在兩個(gè)峰值點(diǎn)明顯下降的問題,本發(fā)明提供一種多路Doherty放大器,請(qǐng)參考圖3：

本發(fā)明的多路Doherty放大器包括一個(gè)主路301，一個(gè)第一峰路集302和一個(gè)第二峰路集303。第一峰路集包含N個(gè)峰路，第二峰路集包含N’個(gè)峰路，且N大于等于2，N’大于等于1；優(yōu)選的，N大于等于N’。本發(fā)明提供的多路Doherty放大器還包含輸入網(wǎng)絡(luò)312和輸出網(wǎng)絡(luò)313；輸入網(wǎng)絡(luò)312將放大器輸入308分別連接到主路輸入、第一峰路集輸入以及第二峰路集輸入；輸出網(wǎng)絡(luò)313中，放大器主路輸出先與第一峰路集輸出進(jìn)行合路，形成第一合路點(diǎn)304，然后再與第二峰路集輸出進(jìn)行合路，形成第二合路點(diǎn)305，輸出網(wǎng)絡(luò)313實(shí)現(xiàn)第二合路點(diǎn)與放大器輸出309的連接。

在主路放大器輸出與第一合路點(diǎn)304之間設(shè)置有一個(gè)阻抗306，當(dāng)?shù)谝环迓芳?02處于工作狀態(tài)時(shí)，阻抗306用于對(duì)主路301的負(fù)載阻抗形成牽引作用，使得主路301的負(fù)載阻抗減?。煌瑯拥?，在第二合路點(diǎn)305與第一合路點(diǎn)304之間設(shè)置有一個(gè)阻抗307，當(dāng)?shù)诙迓芳?03處于工作狀態(tài)時(shí)，阻抗307用于對(duì)主路301的負(fù)載阻抗形成牽引作用，使得主路301的負(fù)載阻抗減小。

針對(duì)第一峰路集302和第二峰路集303的合路方式，這里結(jié)合圖1作進(jìn)一 步的說明，在第一峰路集302當(dāng)中，除第一峰路以外的其他峰路都按順序逐個(gè)與第一峰路進(jìn)行合路，在第一峰路上每一個(gè)與其他峰路進(jìn)行合路的合路點(diǎn)之前都會(huì)設(shè)置一個(gè)用于對(duì)第一峰路的負(fù)載阻抗進(jìn)行牽引的牽引阻抗。同樣的，第二峰路集303的合路方式與第一峰路集302的合路方式相同，這里不再贅述。

輸入網(wǎng)絡(luò)312中，放大器輸入308與主路輸入之間設(shè)置有用于相位平衡的輸入阻抗310，輸入阻抗310的相移為(N-2)*90°；第一峰路集中除第一個(gè)峰路以外，其它的每一個(gè)峰路輸入與相應(yīng)的峰路放大器之間也設(shè)置有用于相位平衡的輸入阻抗，且每一個(gè)峰路的輸入阻抗的相移都比其相鄰的下一峰路的輸入阻抗小90°；第二峰路集的輸入阻抗設(shè)置方式與第一峰路集的輸入阻抗類似，第二峰路集中，每一個(gè)峰路的輸入阻抗的相移也都比其相鄰的下一峰路的輸入阻抗小90°，不同的是，第二峰路集的第一峰路輸入與其相應(yīng)的放大器之間具有一個(gè)相移為90°的輸入阻抗，所以，相應(yīng)的，在第二峰路集的第一峰路的放大器之后，會(huì)設(shè)置一個(gè)額外的匹配阻抗311，匹配阻抗的相移為90°。

當(dāng)N等于2，N’等于1時(shí)，為本發(fā)明提供的一種四路Doherty放大器。請(qǐng)參考圖4-5，Carrier路作為四路Doherty放大器的主路；Peak1路和Peak2路為第一峰路集的兩個(gè)峰路；Peak3路作為四路Doherty放大器的第二峰路集；其中，Peak1路和Peak2路先進(jìn)行合路，然后與Carrier路合路，最后Peak3合路再與主路進(jìn)行合路。

為了使四路Doherty放大器獲得更高的工作效率，Carrier路放大器工作在AB類狀態(tài)或B類狀態(tài)，其他Peak路放大器工作在C類狀態(tài)。在本實(shí)施例中，優(yōu)選的，Carrier路放大器工作在AB類狀態(tài)，3個(gè)Peak路放大器工作在C類狀態(tài)。

請(qǐng)參考圖4，輸入網(wǎng)絡(luò)包括分路器409，分路器409用于分配在放大器輸入 401處接收到的輸入信號(hào)的功率給Carrier路放大器403、Peak1路放大器404、Peak2路放大器405和Peak3路放大器406。

圖4的輸入網(wǎng)絡(luò)402包括：放大器輸入401與Carrier路放大器403的輸入間的阻抗410；放大器輸入401與Peak2路放大器405的輸入間的阻抗411；以及在放大器輸入401與Peak3路放大器406的輸入間的阻抗412。

圖4的輸出網(wǎng)絡(luò)407包括：在Carrier路放大器403的輸出與放大器輸出408之間包括串聯(lián)布置的阻抗413和阻抗414；在Peak1路放大器404的輸出與第一合路點(diǎn)之間串聯(lián)布置的阻抗415和阻抗416；在Peak3路放大器406的輸出與第二合路點(diǎn)之間串聯(lián)布置的阻抗417和阻抗418。

在四路Doherty放大器的一種具體實(shí)施例中，將圖4輸入網(wǎng)絡(luò)中的分路器通過三個(gè)耦合器來實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的輸入網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)阻抗會(huì)進(jìn)行新的匹配，如圖5所示：放大器輸入501接收輸入信號(hào)的功率，3dB耦合器502、504和506把輸入信號(hào)的等分為4路輸入信號(hào)，三個(gè)耦合器的隔離端分別接50歐的負(fù)載503、505和507。耦合器506的直通端與Carrier路輸入端之間連接50歐的1/4波長線508，耦合器506的耦合端與Peak1路輸入端之間連接50歐的1/4波長線509，耦合器504的直通端與Peak2路輸入端之間連接50歐的1/4波長線510，用于補(bǔ)償相位。Carrier路放大器511的輸出與放大器輸出521之間串聯(lián)兩端1/4波長阻抗變化線515和518，其特征阻抗分別為38歐和13.1歐；Peak1路放大器512的輸出與第一合路點(diǎn)之間串聯(lián)兩端1/4波長阻抗變化線516和517，其特征阻抗分別為46歐和18.5歐；Peak2路放大器513的輸出連接在阻抗516和517的之間。Peak3路放大器514的輸出和放大器輸出521之間串聯(lián)兩端1/4波長阻抗變化線519和520，其特征阻抗均為13.1歐。

四路Doherty放大器工作可以分四個(gè)階段：

第一階段：弱信號(hào)時(shí)，三個(gè)Peak路功率放大器均不導(dǎo)通，在第一合路點(diǎn)523和第二合路點(diǎn)525處呈現(xiàn)“斷開”狀態(tài)，只有Carrier路放大器511向負(fù)載522提供電流，其負(fù)載不受牽引，Carrier路放大器511的負(fù)載經(jīng)阻抗515和阻抗518變換為高阻，使得Carrier路放大器511電壓飽和點(diǎn)提前，輸出同樣功率時(shí)的效率提高。隨著輸入信號(hào)的增大Carrier路達(dá)到最大功率輸出，Carrier路電壓達(dá)到飽和，此時(shí)Doherty放大器達(dá)到第一個(gè)效率峰值點(diǎn)；

第二階段：小信號(hào)時(shí)，Peak2路放大器513和Peak3路放大器514不導(dǎo)通，分別在第二合路點(diǎn)525和第三合路點(diǎn)524處呈現(xiàn)“斷開”狀態(tài)。隨著輸入功率的增大，Peak1路開始輸出電流。由于輸出網(wǎng)絡(luò)的作用，Carrier路的負(fù)載阻抗受到牽引，Carrier路和Peak1路的負(fù)載阻抗均減小。由于Peak2路存在，使得該牽引作用增強(qiáng)，因此只要適當(dāng)加大輸入信號(hào)，Peak1路達(dá)到最大功率輸出，此時(shí)Doherty放大器達(dá)到第二個(gè)效率峰值點(diǎn)；

第三階段：中等信號(hào)時(shí)，Peak3路放大器514不導(dǎo)通，在第二合路點(diǎn)525處呈現(xiàn)“斷開”狀態(tài)。隨著輸入功率的增大，Peak2路開始輸出電流，Carrier路和Peak1的負(fù)載阻抗進(jìn)一步受到牽引，直到Carrier路電流達(dá)到飽和，Carrier路負(fù)載阻抗減小到最小，Peak1和Peak2的負(fù)載阻抗均減小。Peak2路達(dá)到最大功率輸出，此時(shí)Doherty放大器達(dá)到第三個(gè)效率峰值點(diǎn)；

第四階段：大信號(hào)時(shí)，Peak3路放大器514開始輸出電流，Peak1和Peak2的負(fù)載阻抗受到牽引，Peak1和Peak2的負(fù)載阻抗繼續(xù)減小，Carrier路嚴(yán)重飽和。Peak3路放大器514達(dá)到最大功率輸出，此時(shí)Doherty放大器達(dá)到第四個(gè)效率峰值點(diǎn)。

請(qǐng)參考四路Doherty放大器工作的阻抗曲線圖，如圖6所示，其中Carrier、Peak1、Peak2、Peak3分別代表Carrier路、Peak1路、Peak2路和Peak3路的 負(fù)載阻抗變化曲線。從圖6可以看出，當(dāng)三個(gè)Peak路功率放大器均不導(dǎo)通時(shí)，Carrier路的負(fù)載不受牽引；當(dāng)Peak1路開始輸出電流時(shí)，Carrier路的負(fù)載阻抗受到牽引，Carrier路和Peak1路的負(fù)載阻抗均減小；當(dāng)Peak2路開始輸出電流時(shí)，Carrier路和Peak1的負(fù)載阻抗進(jìn)一步受到牽引，當(dāng)Carrier路電流達(dá)到飽和時(shí)，其負(fù)載阻抗減小到最??；當(dāng)Peak3路開始輸出電流時(shí)，Carrier路的負(fù)載阻抗已基本維持不變，Peak1和Peak2的負(fù)載阻抗呈繼續(xù)減小的趨勢(shì)，直到降為最低。

圖7為四路Doherty放大器工作的效率曲線圖，該效率曲線具有四個(gè)峰值點(diǎn)，分別在回退9.5dB、6dB、2.5dB和0dB處，在回退9.5dB處的第一峰值點(diǎn)和回退2.5dB處的第三峰值點(diǎn)之間的效率曲線沒有傳統(tǒng)多路Doherty放大器的效率凹坑，回退6dB時(shí)具有最高效率峰值點(diǎn)。

通過對(duì)比傳統(tǒng)三路放大器和本發(fā)明提供的四路Doherty放大器的效率曲線圖，即對(duì)比圖7與圖2，可以看出，本發(fā)明提供的多路Doherty放大器能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)多路結(jié)構(gòu)和Novel多路結(jié)構(gòu)的效率在高回退時(shí)兩個(gè)效率峰值點(diǎn)之間會(huì)有明顯的下降技術(shù)問題。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。