CN115567012B - 一种自适应宽带Doherty功率放大器 - Google Patents
一种自适应宽带Doherty功率放大器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115567012B CN115567012B CN202211468619.6A CN202211468619A CN115567012B CN 115567012 B CN115567012 B CN 115567012B CN 202211468619 A CN202211468619 A CN 202211468619A CN 115567012 B CN115567012 B CN 115567012B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- resistor
- unit
- output end
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 75
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 33
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 22
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 7
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 101710170231 Antimicrobial peptide 2 Proteins 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/42—Modifications of amplifiers to extend the bandwidth
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0288—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using a main and one or several auxiliary peaking amplifiers whereby the load is connected to the main amplifier using an impedance inverter, e.g. Doherty amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本发明涉及射频通信技术领域，具体地说，涉及一种自适应宽带Doherty功率放大器；通过在传统Doherty功率放大器的基础上增加自适应宽带优化网络单元，将从功分器1b第三输出端输出的射频信号转换得到一个随频率变换而变换的功率信号，再将功率信号转换为电压信号，最后将电压信号进行放大，最后输出至峰值放大器AMP2b的电压信号随频率变化而变换，将电压信号作为峰值放大器的偏置电压，改变峰值放大器AMP2b在不同频率下的功率开启点，实现了射频信号随工作频率的变化，自适应调整峰值放大器的开启功率与输入阻抗特性，显著提升了Doherty功率放大器的工作带宽。
Description
技术领域
本发明涉及射频通信技术领域，具体地说，涉及一种自适应宽带Doherty功率放大器。
背景技术
随着无线移动通信***的蓬勃发展，对更大通信速率的追求，导致现代通信***采用复杂高效的数字调制技术和多载波传输技术来提高频谱利用率。但应用这类技术的无线通信***不仅要求***具有高度的线性特性，以保障通讯***的正常工作；还会产生很高的峰均比PAPR，而高的峰均比会使功率放大器快速进入饱和区。
功率放大器作为收发***的重要组成部分，当自身的输出功率和效率增加时，它所产生的非线性失真会随之增加，为保持线性度，功放需要进行相应的功率回退，使功率放大器远离饱和区。传统的功放在输出功率回退的同时，漏极效率也会相应地降低。
通信***要求功率放大器在效率、线性度和带宽三个方面都具备良好的表现，为提高功率放大器回退效率，产生了许多技术，包括偏置调制技术、异相技术、包络消除与恢复技术、包络跟踪技术以及Doherty技术等，相比较于其他技术，采用Doherty技术的功率放大器能在一定功率范围内保持较高的效率水平，结构简单，不需要额外复杂的***电路，设计成本相对低廉，且便于和数字信号处理器DSP结合成数字预失真DPD线性化技术，确保功率放大器具备良好的线性度。
Doherty功率放大器包含载波放大器和峰值放大器，其基本原理是基于AB类偏置的载波放大器和C类偏置的峰值放大器的有源动态负载调制技术。
在低功率输出状态下，仅载波放大器工作，峰值放大器不开启；当输入功率足够大时，峰值放大器开启，与载波放大器并行输出，在输出合成点处的负载调制技术，保证了饱和功率输出点功率回退点处均可实现阻抗匹配。由于载波放大器与峰值放大器的次第开启，使得两路功率放大器在Doherty功率放大器的整个高效率功率回退区间内均工作于接近饱和状态，因此Doherty功率放大器结构能够在一定的输出功率回退区间内保持较高效率。
Doherty 功率放大器中的功分器，作用是将输入信号分成两路，一路经过载波放大器、另一路经过峰值放大器；阻抗变换线是Doherty功率放大器的重要部分，主要进行阻抗变换；相位补偿线是为了保证在进行功率合成时，载波放大器和峰值放大器的相位相等，防止两路功率抵消。
传统Doherty功率放大器的四分之一波长阻抗转换线与补偿线只能在中心频率满足理想状态，功率放大器性能会随着频率偏移而急剧恶化，这就极大地限制了Doherty功率放大器的宽带特性；
此外，有源负载调制原理要求匹配网络在不同功率水平下匹配至不同的阻抗，以及峰值放大器在小信号下的功率泄露等问题也阻碍了Doherty功率放大器带宽的拓展。
发明内容
本发明针对传统Doherty功率放大器的四分之一波长阻抗转换线与补偿线只能在中心频率满足理想状态，限制了Doherty功率放大器的宽带特性的问题，提出一种自适应宽带Doherty功率放大器，通过在传统Doherty功率放大器的基础上增加自适应宽带优化网络单元，将从功分器1b第三输出端输出的射频信号转换为随频率变化而变换的电压信号，输出至峰值放大器AMP2b，改变峰值放大器AMP2b在不同频率下的功率开启点，实现了射频信号随工作频率的变化，自适应调整峰值放大器的开启功率与输入阻抗特性，显著提升了Doherty功率放大器的工作带宽。
本发明具体实现内容如下：
一种自适应宽带Doherty功率放大器，包括射频放大单元，在射频放大单元的功分器1b与峰值放大器AMP2b之间设置自适应宽带优化网络单元，自适应宽带优化网络单元首先将从功分器1b第三输出端输出的射频信号转换为随频率变化而变换的功率信号，然后将随频率变化而变换的功率信号转换为随频率变化而变换的电压信号，最后将随频率变化而变换的电压信号放大输出至峰值放大器AMP2b，将随频率变化而变换的电压信号作为峰值放大器AMP2b的偏置电压，根据频率的变化，动态改变峰值放大器AMP2b在不同频率下的功率开启点。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述自适应宽带优化网络单元包括高通滤波器单元、功率检测偏置单元、射频隔离单元、采集单元；
所述高通滤波单元的输入端与功分器1b的第三输出端连接，输出端与峰值放大器AMP2b的输入端连接；
所述采集单元的输入端搭接在高通滤波单元的输出端与峰值放大器AMP2b的输入端之间，输出端与地连接；
所述功率检测偏置单元的输入端与电源连接，输出端与射频隔离单元的输入端连接；
所述射频隔离单元的输入端与功率检测偏置单元的输出端连接，输出端搭接在高通滤波单元的输出端与采集单元的输入端之间。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述高通滤波单元包括电感L1d、电感L2d、依次连接的电容C1d、电容C2d、电容C3d；
所述电容C1d的输入端与射频放大单元的功分器1b的输出端连接，输出端与依次连接的电容C2d、电容C3d连接；
所述电容C3d的输入端电容C2d的输出端连接，输出端与峰值放大器AMP2b的输入端连接；
所述电感L1d的输入端搭接在电容C1d的输出端与电容C2d的输入端之间，输出端与地连接；
所述电感L2d的输入端搭接在电容C2d的输出端与电容C3d的输入端之间，输出端与地连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述射频隔离单元包括低通滤波单元、隔离单元；
所述低通滤波单元包括电阻R3d、电容C4d；
所述隔离单元包括二极管D2d；
所述电阻R3d的输入端与功率检测偏置单元的输出端连接，输出端与二极管D2d的输入端连接；
所述二极管D2d的输入端与电阻R3d的输出端连接，输出端搭接在电容C3d的输出端与采集单元的输入端之间；
所述电容C4d的输入端搭接在电阻R3d的输出端与二极管D2d的输入端之间，输出端与地连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述功率检测偏置单元包括电阻R1d、电阻R2d、二极管D1d；
所述电阻R1d的输入端与电源连接，输出端与二极管D1d的输入端、电阻R3d的输入端连接；
所述二极管D1d的输入端与电阻R3d的输出端、电阻R3d的输入端连接，输出端与电阻R2d的输入端连接；
所述电阻R2d的输入端与二极管D1d的输出端连接，输出端与地连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述采集单元包括电阻R5d；
所述电阻R5d的输入端搭接在二极管D2d的输出端与峰值放大器AMP2b的输入端之间。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述自适应宽带优化网络单元还包括半波整流单元；
所述半波整流单元包括二极管D3d；
所述二极管D3d的输入端与二极管D2d的输出端连接，输出端与电阻R5d的输入端连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述自适应宽带优化网络单元还包括整形滤波单元；
所述整形滤波单元包括电阻R4d和电容C5d；
所述电容C5d的输入端搭接在二极管D2d的输出端与电阻R4d的输入端之间，输出端与地连接；
所述电阻R4d的输入端搭接在电容C5d的输出端与电阻R5d的输入端之间，输出端与地连接。
为了更好地实现本发明，更进一步地，所述自适应宽带优化网络单元还包括放大单元；
所述放大单元包括运算放大器AMP1d；
所述运算放大器AMP1d连接在电阻R4d的输入端与电阻R5d的输入端之间。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明通过在出传统Doherty功率放大器基础上，增加自适应宽带优化网络单元，实现了射频信号随工作频率的变化，自适应调整峰值放大器的开启功率与输入阻抗特性，显著提升了Doherty功率放大器的工作带宽。
（2）本发明通过功分器将采样到的射频信号送入自适应宽带优化网络单元，自适应宽带优化网络单元中由电容电感组成的高通滤波器结构将信号进行整形变化，得到一个随频率变换而变换的功率信号，再将功率信号转换为电压信号，最后将电压信号进行放大，实现了最后输出的电压信号随频率变化而变换。
（3）本发明将自适应宽带优化网络单元输出的电压信号作为峰值放大器的偏置电压，可以根据频率的变化，动态改变峰值放大器在不同频率下的功率开启点，进而改变峰值放大器在不同功率下的阻抗特性，实现在不同频率下，相同输出功率输出时，更加优异的带宽特性。
附图说明
图1为传统Doherty功率放大器电路原理框图；
图2为本发明的一种自适应宽带Doherty功率放大器电路原理框图；
图3为本发明中峰值放大器AMP2b电路原理图；
图4为本发明的自适应宽带优化网络电路原理图；
图5为本发明与传统Doherty功率放大器工作带宽对比示意曲线图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本实施例提出一种自适应宽带Doherty功率放大器，如图1、图2所示，在射频放大单元的功分器1b与峰值放大器AMP2b之间设置自适应宽带优化网络单元，自适应宽带优化网络单元首先将从功分器1b的第三输出端输出的射频信号转换为随频率变化而变换的功率信号，然后将随频率变化而变换的功率信号转换为随频率变化而变换的电压信号，最后将随频率变化而变换的电压信号放大输出至峰值放大器AMP2b，将随频率变化而变换的电压信号作为峰值放大器AMP2b的偏置电压，根据频率的变化，动态改变峰值放大器AMP2b在不同频率下的功率开启点。
工作原理：本实施例在传统Doherty功率放大器基础上，增加自适应宽带优化网络单元，可以随工作频率的变化，自适应调整峰值放大器的开启功率与输入阻抗特性，显著提升了Doherty功率放大器的工作带宽。
功分器1b将采样到的射频信号送入自适应宽带优化网络单元，自适应宽带优化网络单元中将信号进行整形变化，得到一个随频率变换而变换的功率信号，再将功率信号转换为电压信号，最后将电压信号进行放大，最后输出的电压信号随频率变化而变换。
自适应宽带优化网络单元输出的电压信号作为峰值放大器的偏置电压，可以根据频率的变化，动态改变峰值放大器在不同频率下的功率开启点，进而改变峰值放大器在不同功率下的阻抗特性，实现在不同频率下，相同输出功率输出时，更加优异的带宽特性。
实施例2：
本实施例在上述实施例1的基础上，如图4所示，对自适应宽带优化网络单元的结构进行说明。
所述自适应宽带优化网络单元包括高通滤波器单元、功率检测偏置单元、射频隔离单元、采集单元；
所述高通滤波单元的输入端与功分器1b的第三输出端连接，输出端与峰值放大器AMP2b的输入端连接；
所述采集单元的输入端搭接在高通滤波单元的输出端与峰值放大器AMP2b的输入端之间，输出端与地连接；
所述功率检测偏置单元的输入端与电源连接，输出端与射频隔离单元的输入端连接；
所述射频隔离单元的输入端与功率检测偏置单元的输出端连接，输出端搭接在高通滤波单元的输出端与采集单元的输入端之间。
所述高通滤波单元包括电感L1d、电感L2d、依次连接的电容C1d、电容C2d、电容C3d；
所述电容C1d的输入端与射频放大单元的功分器1b的输出端连接，输出端与依次连接的电容C2d、电容C3d连接；
所述电容C3d的输入端电容C2d的输出端连接，输出端与峰值放大器AMP2b的输入端连接；
所述电感L1d的输入端搭接在电容C1d的输出端与电容C2d的输入端之间，输出端与地连接；
所述电感L2d的输入端搭接在电容C2d的输出端与电容C3d的输入端之间，输出端与地连接。
所述射频隔离单元包括低通滤波单元、隔离单元；
所述低通滤波单元包括电阻R3d、电容C4d；
所述隔离单元包括二极管D2d；
所述电阻R3d的输入端与功率检测偏置单元的输出端连接，输出端与二极管D2d的输入端连接；
所述二极管D2d的输入端与电阻R3d的输出端连接，输出端搭接在电容C3d的输出端与采集单元的输入端之间；
所述电容C4d的输入端搭接在电阻R3d的输出端与二极管D2d的输入端之间，输出端与地连接。
所述功率检测偏置单元包括电阻R1d、电阻R2d、二极管D1d；
所述电阻R1d的输入端与电源连接，输出端与二极管D1d的输入端、电阻R3d的输入端连接；
所述二极管D1d的输入端与电阻R3d的输出端、电阻R3d的输入端连接，输出端与电阻R2d的输入端连接；
所述电阻R2d的输入端与二极管D1d的输出端连接，输出端与地连接。
所述采集单元包括电阻R5d；
所述电阻R5d的输入端搭接在二极管D2d的输出端与峰值放大器AMP2b的输入端之间。
所述自适应宽带优化网络单元还包括半波整流单元；
所述半波整流单元包括二极管D3d；
所述二极管D3d的输入端与二极管D2d的输出端连接，输出端与电阻R5d的输入端连接。
所述自适应宽带优化网络单元还包括整形滤波单元；
所述整形滤波单元包括电阻R4d和电容C5d；
所述电容C5d的输入端搭接在二极管D2d的输出端与电阻R4d的输入端之间，输出端与地连接；
所述电阻R4d的输入端搭接在电容C5d的输出端与电阻R5d的输入端之间，输出端与地连接。
为了更好地实现本发明，更进一步地，所述自适应宽带优化网络单元还包括放大单元；
所述放大单元包括运算放大器AMP1d；
所述运算放大器AMP1d连接在电阻R4d的输入端与电阻R5d的输入端之间。
本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，如图3所示，结合峰值放大器AMP2b的具体结构，以一个具体实施例进行详细说明。
本实施例提出一种自适应宽带Doherty功率放大器，如图2所示，包括射频放大单元和自适应宽带优化网络单元，其中，所述射频放大单元包括功分器1b、补偿线1b、补偿线2b、补偿线3b、补偿线4b、输入匹配网络1b、输入匹配网络2b、输出匹配网络1b、输出匹配网络2b、输出匹配网络3b、载波放大器AMP1b和峰值放大器AMP1b。功分器1b输入端与信号输入端IN1b连接，功分器1b第一输出端与补偿线1b第一端连接，补偿线1b第二端与输入匹配网络1b第一端连接，输入匹配网络1b第二端与载波放大器AMP1b输入端连接，载波放大器AMP1b输出端与输出匹配网络1b第一端连接，输出匹配网络1b第二端与补偿线2b第一端连接，功分器1b第二输出端与补偿线3b第一端连接，补偿线3b第二端与输入匹配网络2b第一端连接，输入匹配网络2b第二端与峰值放大器AMP2b输入端连接，峰值放大器AMP2b输出端与输出匹配网络2b第一端连接，输出匹配网络2b第二端与补偿线4b第一端连接，补偿线2b第二端与补偿线4b第二端、输出匹配网络3b第一端连接在一起，输出匹配网络3b第二端与信号输出端OUT1b连接。
所述自适应宽带优化网络单元包括电阻R1d、电阻R2d、电阻R3d、电阻R4d、电阻R5d、电容C1d、电容C2d、电容C3d、电容C4d、电容C5d、电感L1d、电感L2d、二极管D1d、二极管D2d、二极管D3d和运算放大器AMP1d。信号输入端IN1d与电容C1d第一端连接，信号输入端IN1d与功分器1b第三输出端连接，电容C1d第二端与电容C2d第一端、电感L1d第一端连接在一起，电感L1d第二端与地连接，电容C2d第二端与电容C3d第一端、电感L2d第一端连接在一起，电感L2d第二端与地连接电容C3d第二端与二极管D2d负极、二极管D3d正极连接在一起，二极管D2d正极与电容C4d第一端、电阻R3d第一端连接在一起，电容C4d第二端与地连接，电阻R3d第二端与电阻R1d第一端、二极管D1d正极连接在一起，电阻R1d第二端与电源VCC1d连接，二极管D1d负极与电阻R2d第一端连接，电阻R2d第二端与地连接，二极管D3d负极与电容C5d第一端、电阻R4d第一端、运算放大器AMP1d输入端连接在一起，电容C5d第二端与地连接，电阻R4d第二端与地连接，运算放大器AMP1d输出端与电阻R5d第一端、电压输出端OUT1d连接在一起，电阻R5d第二端与地连接，电压输出端OUT1d与峰值放大器AMP2b偏置电压端连接。
为更好的理解本实施例提供的一种自适应宽带Doherty功率放大器，以下将对其工作原理进行详细说明：
射频信号通过信号输入端IN1b进入Doherty功率放大器，通过功分器1b将输入射频信号分成三路，一路经过载波放大器、一路经过峰值放大器、另一路经过自适应宽带优化网络；
经过载波放大器的射频信号，从功分器1b第一输出端输出后，先后经过补偿线1b、输入匹配网络1b后，经过载波放大器AMP1b将信号进行放大，再经过输出匹配网络1b、补偿线2b后，最后经过输出匹配网络3b后，由信号输出端OUT1b输出。
经过峰值放大器的射频信号，从功分器1b第二输出端输出后，先后经过补偿线3b、输入匹配网络2b后，经过峰值放大器AMP2b将信号进行放大，再经过输出匹配网络2b、补偿线4b后，同样经过输出匹配网络3b后，由信号输出端OUT1b输出。
从功分器1b第三输出端输出的射频信号，经过自适应宽带优化网络后，得到一个随频率变化而变换的电压信号，进而用于控制峰值放大器偏置电压，改变峰值放大器在不同频率下的功率开启点。
电容C1d、电容C2d、电容C3d、电感L1d和电感L2d组成高通滤波网络，***损耗随频率增加而减小，从而得到一个随工作频率增加而功率增加的射频信号，二极管D3d对射频信号进行半波整流，电阻R4d和电容C5d组成滤波结构对整流信号进行滤波整形。二极管D2d、电阻R3d、电容C4d组成了射频隔离单元，将耦合器采集的射频信号隔离在偏置电路之外，二极管D2d对正向射频信号进行隔离，电阻R3d和电容C4d组成低通滤波电路，进一步滤除射频信号。而电阻R1d、电阻R2d、二极管D1d组成功率检测电路的偏置电路，为二极管D2d、二极管D3d提供合适的偏置电压，使其处于导通的状态，并提高检测的灵敏度。运算放大器AMP1d用于将电压信号进行放大，电阻R5d确定输出电压大小，放大后的电压信号经由OUT1d输出。
输入匹配网络1b、输入匹配网络2b、输出匹配网络1b、输出匹配网络2b、输出匹配网络3b是Doherty功率放大器的重要部分，主要进行阻抗变换；补偿线1b、补偿线2b、补偿线3b、补偿线4b是为了保证在进行功率合成时，载波放大器和峰值放大器的相位相等，防止两路功率出现抵消。
峰值放大器AMP2b结构示意图如图3所示：
HBT晶体管Q1c为功率放大管，电感L1c为扼流电感，为HBT晶体管Q1c供电；
HBT晶体管Q2c、HBT晶体管Q3c、HBT晶体管Q4c、电阻R1c、电阻R2c和电容C3c组成放大器的自适应偏置，HBT晶体管Q2c和HBT晶体管Q4c管的基级和集电极短接，形成双二极管串联的结构。通过HBT晶体管Q4c后流入HBT晶体管Q1c电流大小和HBT晶体管Q2c上的电流成正比。而随着输入功率增加，HBT晶体管Q4c的BE结二极管也会出现Vbe电压降低的情况。而HBT晶体管Q2c和HBT晶体管Q3c串联给HBT晶体管Q4c管基级提供了一个相对稳定的二极管钳位电压，因此HBT晶体管Q4c管的Vbe电压降低能够补偿HBT晶体管Q1c上BE结电压随输入功率增加而降低的情况。去耦电容C3c抑制了HBT晶体管Q4c基极节点电压变化，提高了HBT功率放大器的线性功率电平。自适应偏置结构可以抑制HBT晶体管由于自热效应产生的偏置点漂移，改善功率放大器的线性度，提高输出功率。
VBIAS1c的值直接决定了峰值放大器AMP2b的功率开启点，而峰值放大器AMP2b的功率开启点与Doherty功率放大器的效率和输出线性度强相关，所以动态改变峰值放大器在不同频率下的功率开启点，可以实现在不同频率下，相同输出功率输出时，Doherty功率放大器更加优异的带宽特性。
图5为本实施例提出的自适应宽带Doherty功率放大器与传统Doherty功率放大器在28dBm输出时，效率随频率变化对比示意图。△为传统Doherty功率放大器效率与频率之间的关系曲线，○为本实施例提出的自适应宽带Doherty功率放大器效率与频率之间的关系曲线。从图5可以看出，本实施例提出的自适应宽带Doherty功率放大器与传统Doherty功率放大器相比较，本实施例提供的一种自适应宽带Doherty功率放大器在相同的频率，效率更高；在相同效率，带宽更宽。
本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自适应宽带Doherty功率放大器，包括射频放大单元，其特征在于，在射频放大单元的功分器1b与峰值放大器AMP2b之间设置自适应宽带优化网络单元，自适应宽带优化网络单元首先将从功分器1b第三输出端输出的射频信号转换为随频率变化而变换的功率信号，然后将随频率变化而变换的功率信号转换为随频率变化而变换的电压信号，最后将随频率变化而变换的电压信号放大输出至峰值放大器AMP2b，将随频率变化而变换的电压信号作为峰值放大器AMP2b的偏置电压，根据频率的变化，动态改变峰值放大器AMP2b在不同频率下的功率开启点；
所述自适应宽带优化网络单元包括高通滤波单元、功率检测偏置单元、射频隔离单元、采集单元；
所述高通滤波单元的输入端与功分器1b的第三输出端连接，输出端与峰值放大器AMP2b的输入端连接；
所述采集单元的输入端搭接在高通滤波单元的输出端与峰值放大器AMP2b的输入端之间，输出端与地连接；
所述功率检测偏置单元的输入端与电源连接，输出端与射频隔离单元的输入端连接；
所述射频隔离单元的输入端与功率检测偏置单元的输出端连接，输出端搭接在高通滤波单元的输出端与采集单元的输入端之间。
2.如权利要求1所述的一种自适应宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述高通滤波单元包括电感L1d、电感L2d、依次连接的电容C1d、电容C2d、电容C3d；
所述电容C1d的输入端与射频放大单元的功分器1b的输出端连接，输出端与依次连接的电容C2d、电容C3d连接；
所述电容C3d的输入端电容C2d的输出端连接，输出端与峰值放大器AMP2b的输入端连接；
所述电感L1d的输入端搭接在电容C1d的输出端与电容C2d的输入端之间，输出端与地连接；
所述电感L2d的输入端搭接在电容C2d的输出端与电容C3d的输入端之间，输出端与地连接。
3.如权利要求2所述的一种自适应宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述射频隔离单元包括低通滤波单元、隔离单元；
所述低通滤波单元包括电阻R3d、电容C4d；
所述隔离单元包括二极管D2d；
所述电阻R3d的输入端与功率检测偏置单元的输出端连接，输出端与二极管D2d的输入端连接；
所述二极管D2d的输入端与电阻R3d的输出端连接，输出端搭接在电容C3d的输出端与采集单元的输入端之间；
所述电容C4d的输入端搭接在电阻R3d的输出端与二极管D2d的输入端之间，输出端与地连接。
4.如权利要求3所述的一种自适应宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述功率检测偏置单元包括电阻R1d、电阻R2d、二极管D1d；
所述电阻R1d的输入端与电源连接，输出端与二极管D1d的输入端、电阻R3d的输入端连接；
所述二极管D1d的输入端与电阻R3d的输出端、电阻R3d的输入端连接，输出端与电阻R2d的输入端连接；
所述电阻R2d的输入端与二极管D1d的输出端连接，输出端与地连接。
5.如权利要求3所述的一种自适应宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述采集单元包括电阻R5d；
所述电阻R5d的输入端搭接在二极管D2d的输出端与峰值放大器AMP2b的输入端之间。
6.如权利要求5所述的一种自适应宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述自适应宽带优化网络单元还包括半波整流单元；
所述半波整流单元包括二极管D3d；
所述二极管D3d的输入端与二极管D2d的输出端连接，输出端与电阻R5d的输入端连接。
7.如权利要求6所述的一种自适应宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述自适应宽带优化网络单元还包括整形滤波单元；
所述整形滤波单元包括电阻R4d和电容C5d；
所述电容C5d的输入端搭接在二极管D2d的输出端与电阻R4d的输入端之间，输出端与地连接；
所述电阻R4d的输入端搭接在电容C5d的输出端与电阻R5d的输入端之间，输出端与地连接。
8.如权利要求7所述的一种自适应宽带Doherty功率放大器，其特征在于，所述自适应宽带优化网络单元还包括放大单元；
所述放大单元包括运算放大器AMP1d；
所述运算放大器AMP1d连接在电阻R4d的输入端与电阻R5d的输入端之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211468619.6A CN115567012B (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种自适应宽带Doherty功率放大器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211468619.6A CN115567012B (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种自适应宽带Doherty功率放大器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115567012A CN115567012A (zh) | 2023-01-03 |
| CN115567012B true CN115567012B (zh) | 2023-03-10 |
Family
ID=84770440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211468619.6A Active CN115567012B (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种自适应宽带Doherty功率放大器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115567012B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115913155B (zh) * | 2023-02-01 | 2023-05-23 | 成都明夷电子科技有限公司 | 一种适用于5g***的高线性功率放大器 |
| CN115882795B (zh) * | 2023-02-03 | 2023-04-28 | 成都明夷电子科技有限公司 | 一种具备线性化补偿结构的功率放大器 |
| CN115842522B (zh) * | 2023-02-14 | 2023-05-23 | 成都明夷电子科技有限公司 | 一种Doherty功率放大器 |
| CN115913134B (zh) * | 2023-03-10 | 2023-06-06 | 成都明夷电子科技有限公司 | 一种宽带低噪声放大器和电子设备 |
| CN116505884B (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-08 | 成都明夷电子科技有限公司 | 一种宽频带Doherty功率放大器 |
| CN117559925B (zh) * | 2024-01-12 | 2024-03-29 | 电子科技大学 | 一种多模高效率功率放大器 |
| CN117674747B (zh) * | 2024-01-31 | 2024-04-12 | 苏州悉芯射频微电子有限公司 | 一种高线性高效率的非对Doherty功率放大器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016131023A1 (en) * | 2015-02-15 | 2016-08-18 | Skyworks Solutions, Inc. | Doherty power amplifier having am-am compensation |
| JP2019041277A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 株式会社村田製作所 | 電力増幅回路 |
| CN113595518A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-11-02 | 成都明夷电子科技有限公司 | 一种自适应高可靠性hbt线性功率放大器 |
| CN216390920U (zh) * | 2021-11-05 | 2022-04-26 | 深圳飞骧科技股份有限公司 | Doherty射频功率放大器 |
| CN114553151A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-27 | 优镓科技(苏州)有限公司 | 基于自适应偏置的Doherty功率放大器 |
| CN114584077A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-03 | 深圳市凡冠科技有限公司 | 多尔蒂功率放大器的偏置电路 |
| CN115037253A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-09 | 成都通量科技有限公司 | 一种匹配优化的Doherty功率放大器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070075780A1 (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-05 | Enver Krvavac | Apparatus and method for adaptive biasing of a Doherty amplifier |
| US10027288B2 (en) * | 2013-10-28 | 2018-07-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Amplifier |
| US9853603B2 (en) * | 2014-11-14 | 2017-12-26 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Power amplifier for amplifying radio frequency signal |
| CN113938102A (zh) * | 2021-09-18 | 2022-01-14 | 华南理工大学 | 一种宽带高效率的功率放大器及实现方法 |
| CN114094943A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-25 | 杭州电子科技大学富阳电子信息研究院有限公司 | 一种新型阻抗变换网络宽带Doherty功率放大器及其设计方法 |
-
2022
- 2022-11-22 CN CN202211468619.6A patent/CN115567012B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016131023A1 (en) * | 2015-02-15 | 2016-08-18 | Skyworks Solutions, Inc. | Doherty power amplifier having am-am compensation |
| JP2019041277A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 株式会社村田製作所 | 電力増幅回路 |
| CN113595518A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-11-02 | 成都明夷电子科技有限公司 | 一种自适应高可靠性hbt线性功率放大器 |
| CN216390920U (zh) * | 2021-11-05 | 2022-04-26 | 深圳飞骧科技股份有限公司 | Doherty射频功率放大器 |
| CN114553151A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-27 | 优镓科技(苏州)有限公司 | 基于自适应偏置的Doherty功率放大器 |
| CN114584077A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-03 | 深圳市凡冠科技有限公司 | 多尔蒂功率放大器的偏置电路 |
| CN115037253A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-09 | 成都通量科技有限公司 | 一种匹配优化的Doherty功率放大器 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| CMOS Doherty Amplifier With Variable Balun Transformer and Adaptive Bias Control for Wireless LAN Application;Namsik Ryu等;《IEEE Journal of Solid-State Circuits》;20140410;第49卷(第6期);1356-1365 * |
| 基于特定相移输出匹配网络的宽带双频段Doherty功率放大器研究;徐拓;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20210215(第02（2021年）期);I135-693 * |
| 高效率双带Doherty功率放大器的研究;彭瑞敏;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20160315(第3（2016年）期);正文第55-59页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115567012A (zh) | 2023-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115567012B (zh) | 一种自适应宽带Doherty功率放大器 | |
| US11855586B2 (en) | Power amplifier module | |
| CN100542011C (zh) | 具有高功效的集成多赫尔蒂型放大器装置 | |
| KR102525525B1 (ko) | Am-am 보상을 갖는 도허티 전력 증폭기 | |
| KR101089891B1 (ko) | 무선 통신 장치용 집적 전력 증폭기 시스템 | |
| US7944306B2 (en) | Dual bias control circuit | |
| US20040119533A1 (en) | High linearity doherty communication amplifier with bias control | |
| US20100001802A1 (en) | Integrated doherty type amplifier arrangement with high power efficiency | |
| JP6680235B2 (ja) | 電力増幅回路および高周波モジュール | |
| KR102598591B1 (ko) | 전력 증폭 회로 | |
| CN211791447U (zh) | 一种射频功率放大器的偏置电路及射频功率放大器 | |
| CN216390920U (zh) | Doherty射频功率放大器 | |
| CN107863939B (zh) | 低功耗反馈型功率放大电路 | |
| CN215990714U (zh) | 应用于5g通信***的射频功率放大器及射频前端架构 | |
| CN110011621B (zh) | 一种集成异向与多尔蒂结构的高回退范围射频功率放大器 | |
| CN216390917U (zh) | Doherty射频功率放大器 | |
| CN111049480B (zh) | 一种提高Doherty功放线性效率的方法及装置 | |
| US20220021341A1 (en) | Power amplifier circuit | |
| CN210327509U (zh) | 一种新型的反向doherty放大器 | |
| CN115882795B (zh) | 一种具备线性化补偿结构的功率放大器 | |
| KR101686351B1 (ko) | 3-웨이 도허티 전력증폭기 장치 | |
| CN115913155B (zh) | 一种适用于5g***的高线性功率放大器 | |
| CN115842522A (zh) | 一种Doherty功率放大器 | |
| JPH06177681A (ja) | 高周波増幅装置 | |
| CN116404992A (zh) | 一种毫米波宽带高效率线性功率放大器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Floor 9, block a, Xiewei center, No. 333 Dehua Road, hi tech Zone, Chengdu, Sichuan 610000 Patentee after: Chengdu Mingyi Electronic Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: Floor 9, block a, Xiewei center, No. 333 Dehua Road, hi tech Zone, Chengdu, Sichuan 610000 Patentee before: Chengdu Mingyi Electronic Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |