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专利号: 2022105177801
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种宽带连续型Doherty功率放大器的设计方法,其特征在于,至少包括以下步骤:

步骤S1:根据目标频带设计一宽带等分功分器;

步骤S2:构建Doherty功率放大器结构,在目标频带内,对所使用的功率放大器进行源牵引和负载牵引,得到最佳功率和最佳效率点的阻抗;

步骤S3:根据步骤S2得到的最佳源阻抗设计输入匹配电路;

步骤S4:根据步骤S2得到的最佳负载阻抗设计载波功放的阻抗匹配网络,其中,在6dB输出功率回退情况下,将25欧姆的终端负载匹配到最佳负载阻抗;同时在饱和输出功率情况下,终端负载为50欧姆时,该阻抗匹配网络也匹配到最佳负载阻抗;

步骤S5:根据步骤S2得到的最佳负载阻抗设计峰值功放的阻抗匹配网络,其中,在饱和输出功率情况下,将50欧姆的终端负载匹配到最佳负载阻抗,同时选定两个二次谐波频点设计两条终端开路的四分之一波长线以达到谐波抑制的目标;

步骤S6:设计后匹配电路,其中,先用电容和电感设计一个输入输出阻抗比为25:50的六阶切比雪夫低通滤波结构,再将其中两个电容C1、C2替换为电容和电感的串联电路,最后用微带线替代电容和电感;

步骤S7:设计相位补偿线电路,其中,使得工作频带内反向峰值基波阻抗ZP1ˊ在6dB输出功率回退时处于或接近开路区域,并且反向峰值二次谐波阻抗ZP2ˊ处于或接近短路区域;

步骤S8:将上述设计电路搭建为整体电路,得到宽带连续型Doherty功率放大器。

2.根据权利要求1所述的宽带连续型Doherty功率放大器的设计方法,其特征在于,至少包括功分器、相位补偿线、载波功率放大模块、峰值功率放大模块和后匹配电路,其中,功分器用于将输入功率进行等分,并分别输出给载波功率放大模块、峰值功率放大模块;载波功率放大模块至少包括相位补偿线、载波功放输入偏置/匹配网络、功率放大晶体管、偏置网络和载波阻抗匹配网络;峰值功率放大模块包括峰值功放输入匹配/偏置网络、功率放大晶体管、偏置网络、峰值谐波抑制/匹配网络和相位补偿线;载波功率放大模块和峰值功率放大模块输出合路后经后匹配电路与负载相连接。

3.根据权利要求2所述的宽带连续型Doherty功率放大器的设计方法,其特征在于,后匹配电路采用椭圆低通滤波网络。

4.根据权利要求2所述的宽带连续型Doherty功率放大器的设计方法,其特征在于,载波阻抗匹配网络由微带线TL1、TL2、TL3、TL4和隔直电容C1组成;其中,微带线TL1的一端与功率放大晶体管的漏极相连,微带线TL1的另一端与微带线TL2的一端相连,微带线TL2的另一端与微带线TL3的一端相连,微带线TL3的另一端与隔直电容C1的一端相连,隔直电容C1的另一端与微带线TL4相连;微带线TL4的另一端与后匹配电路的输入端相连。

5.根据权利要求2所述的宽带连续型Doherty功率放大器的设计方法,其特征在于,峰值谐波抑制/匹配网络的电路由微带线TL5、TL6、TL7、TL8、TL9、TL10和一隔直电容C2组成,其中,TL5的一端与功率放大晶体管的漏极相连,TL5的另一端与微带线TL6的一端相连,微带线TL6的另一端与微带线TL7、TL8、TL9的一端相连,其中微带线TL7、TL8的另一端保持开路,TL9的另一端与微带线TL10的一端相连,微带线TL10的另一端与隔直电容C2的一端相连;隔直电容C2的另一端与一条特征阻抗为50欧姆的微带线TL11相连。

6.根据权利要求3所述的宽带连续型Doherty功率放大器的设计方法,其特征在于,后匹配电路包括微带线TL12、TL13、TL14、TL15、TL16、TL17、TL18和TL19,其中,微带线TL12的一端作为后匹配电路的输入端与载波功率放大模块和峰值功率放大模块的输出端相连,微带线TL12的另一端与微带线TL13、TL15的一端相连,微带线TL13的另一端与微带线TL14的一端相连,微带线TL14的另一端保持开路,微带线TL15的另一端与微带线TL16、TL18的一端相连,微带线TL16的另一端与微带线TL17的一端相连,微带线TL17的另一端保持开路,微带线TL18的另一端与微带线TL19的一端相连。

7.根据权利要求6所述的宽带连续型Doherty功率放大器的设计方法,其特征在于,后匹配电路为椭圆低通滤波结构的集总参数元件用微带线等效替换得到的,替换过程所用到的计算公式如下所示:其中,lL和lC分别表示替换电感和电容的微带线长度,ZL和ZC分别表示替换电感和电容的微带线的特征阻抗,vp和β分别表示微带线的相速度和传播常数,L和C分别表示电感值和电容值;

替换过程所使用的计算公式如下所示:

其中,fTZ1和fTZ2表示选定的两个传输零点对应的频率,fH则表示截止频率。