一种Doherty放大器制造技术

本发明专利技术公开一种Doherty放大器，其包括：分路模块用于对部分待放大信号进行分离，其中，分路模块的第一输出端和第二输出端分别输出分路后的所述部分待放大信号；第一功放模块用于放大来自所述分路模块的第一输出端的信号，并将放大后的信号输出到合路模块的第一输入端；第二功放模块用于放大来自所述分路模块的第二输出端的信号，并将放大后的信号输出到合路模块的第二输入端；合路模块用于对放大后的信号进行合路；栅压调控模块用于根据另一部分待放大信号的大小调节经所述低通滤波模块提供给第二功放模块的栅极偏置电压。本发明专利技术Doherty放大器能够提供更大的饱和输出功率以及更高的回退效率，这对于基站等需要高效率放大器的应用场合具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种Doherty放大器，具体地讲，涉及一种具有高效率信号放大功能的Doherty放大器。
技术介绍
Doherty放大器的理论于1936年由W.H.Doherty提出，其目的是为了解决普通的AB类功放工作在功率回退点时效率低的缺点，传统的Doherty功放由一个主放大器和一个辅助放大器共两个放大器组成。图1是传统的Doherty放大器的电路结构图。如图1所示，输入信号分离单元11将信号分成两路，分别用于驱动主放大器12和辅助放大器13。主放大器12通过第一λ/4传输线14与辅助放大器13连接，第一λ/4传输线14起到阻抗反转的作用；辅助放大器输入的第二λ/4传输线15则是起到相位延迟的作用，为了保证在合路节点主放大器12和辅助放大器13输出信号的相位一致；合路节点与负载17连接的第三λ/4传输线16，其目的是将负载17的阻抗与Doherty放大器的合路阻抗匹配。Doherty放大器的主要原理是通过辅助放大器13的开启程度也即输出电流的大小来对主放大器12所看到的负载阻抗进行调节和牵引，使得主放大器12在功率回退的时候电压摆幅还能达到最大，从而获得较高的效率。所以这就要求辅助放大器13需要工作在C类状态下，随输入信号功率的增加C类放大器会逐渐开启，而主放大器12则是工作在AB类状态下。然而正是由于辅助放大器13工作在C类状态，从图2可知，同一放大器工作在C类的功率相对于AB类有所下降，这就导致传统的对称Doherty放大器无法实现阻抗的充分牵引，从而导致回退点的效率下降。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种Doherty放大器，其包括：分路模块、第一功放模块、第二功放模块、合路模块、栅压调控模块、低通滤波模块；分路模块用于对部分待放大信号进行分离，其中，分路模块的输入端用于接收所述部分待放大信号，分路模块的第一输出端和第二输出端分别输出分路后的所述部分待放大信号；第一功放模块用于放大来自所述分路模块的第一输出端的信号，并将放大后的信号输出到合路模块的第一输入端；第二功放模块用于放大来自所述分路模块的第二输出端的信号，并将放大后的信号输出到合路模块的第二输入端；合路模块用于对放大后的信号进行合路，其中，合路模块的第一输入端和第二输入端分别接收来自第一功放模块和第二功放模块输出的所述放大后的信号，合路模块的输出端用于输出合路后的信号；栅压调控模块用于根据另一部分待放大信号的大小调节经所述低通滤波模块提供给第二功放模块的栅极偏置电压。进一步地，所述栅压调控模块包括：检波电路、运算放大电路；检波电路用于根据所述另一部分待放大信号形成功率随时间变化的包络电压信号；运算放大电路用于放大来自所述检波电路的信号，并将放大后的信号经所述低通滤波模块输出到所述第二功放模块。进一步地，所述检波电路包括：检波芯片、积分电路；检波芯片用于检测出所述另一部分待放大信号周期内的若干峰值点；积分电路用于连接并平滑处理所述若干峰值点，以形成所述包络电压信号。进一步地，所述Doherty放大器还包括：耦合器，用于将所述另一部分待放大信号耦合提供给所述栅压调控模块，其中，所述另一部分待放大信号占所述待放大信号的比例不超过百分之一。进一步地，所述Doherty放大器还包括：延迟模块，用于对所述部分待放大信号进行时间延迟，以使所述分路模块的第二输出端提供给所述第二功放模块的信号与所述栅压调控模块经所述低通滤波模块提供给所述第二功放模块的信号同步。进一步地，所述Doherty放大器还包括：第一负载、第二负载、第三负载；第一负载连接在所述第一功放模块与所述合路模块的第一输入端之间；第二负载连接在所述第二功放模块与所述分路模块的第二输出端之间；所述合路模块的输出端通过第三负载接地。进一步地，所述第一负载和所述第二负载均为传输线，所述第三负载为50欧姆负载。进一步地，所述Doherty放大器还包括：阻抗匹配模块，用于将所述合路模块的输出端的输出阻抗匹配到50欧姆，其中，所述阻抗匹配模块连接在所述合路模块的输出端与所述第三负载之间。进一步地，所述阻抗匹配模块为传输线。进一步地，所述第一功放模块和所述第二功放模块为相同的功率放大器或者不同的功率放大器。进一步地，所述第二功放模块的数量至少为两个，所述栅压调控模块的数量为一个，所述通直流隔交流模块的数量与所述第二功放模块的数量相同，其中，所述至少两个第二功放模块并联，所述栅压调控模块分别调节经对应的通直流隔交流模块提供给对应的第二功放模块的栅极偏置电压。进一步地，所述第二功放模块的数量至少为两个，所述栅压调控模块的数量和所述通直流隔交流模块的数量均与所述第二功放模块的数量相同，其中，所述至少两个第二功放模块并联，每个栅压调控模块调节经对应的通直流隔交流模块提供给对应的第二功放模块的栅极偏置电压。本专利技术的有益效果：本专利技术Doherty放大器能够提供更大的饱和输出功率以及更高的回退效率，这对于基站等需要高效率放大器的应用场合具有广阔的应用前景。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是传统的Doherty放大器的电路结构图；图2是传统的Doherty放大器的饱和功率和效率随导通角的变化示意图；图3是根据本专利技术的第一实施例的Doherty放大器的电路结构图；图4是根据本专利技术的第一实施例的栅压调控模块的模块示意图；图5是根据本专利技术的第二实施例的Doherty放大器的电路结构图；图6是根据本专利技术的第三实施例的Doherty放大器的电路结构图；具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。在附图中，相同的标号在整个说明书和附图中可用来表示相同的元件。图3是根据本专利技术的第一实施例的Doherty放大器的电路结构图。参照图3，根据本专利技术的第一实施例的Doherty放大器包括：分路模块100、第一功放模块200、第二功放模块300、合路模块400、栅压调控模块500、低通滤波模块1000。分路模块100用于对部分待放大信号进行分离，其中，分路模块100的输入端1用于接收所述部分待放大信号，分路模块100的第一输出端2和第二输出端3分别输出分路后的所述部分待放大信号。在本实施例中，第一功放模块200和第二功放模块300可为相同的功率放大器或者不相同的功率放大器。本实施例的功率放大器可以为LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)、GaAsMESFET(砷化镓金属半导体场效应晶体管)、BJT(双极型晶体管)、JFET(结型场效应管)或GAN(氮化镓晶体管)。当第一功放模块200和第二功放模块300为相同的功率放大器时，分路模块100对部分待放大信号进行平均分离；当第一功放模块200和第二功放模块300为不相同的功率放大器时，分路模块100根据实际情况对部分待放大信号进行差别分离。第一功放模块200用于放大来自分路模块10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Doherty放大器，其特征在于，所述Doherty放大器包括：分路模块、第一功放模块、第二功放模块、合路模块、栅压调控模块、低通滤波模块；分路模块用于对部分待放大信号进行分离，其中，分路模块的输入端用于接收所述部分待放大信号，分路模块的第一输出端和第二输出端分别输出分路后的所述部分待放大信号；第一功放模块用于放大来自所述分路模块的第一输出端的信号，并将放大后的信号输出到合路模块的第一输入端；第二功放模块用于放大来自所述分路模块的第二输出端的信号，并将放大后的信号输出到合路模块的第二输入端；合路模块用于对放大后的信号进行合路，其中，合路模块的第一输入端和第二输入端分别接收来自第一功放模块和第二功放模块输出的所述放大后的信号，合路模块的输出端用于输出合路后的信号；栅压调控模块用于根据另一部分待放大信号的大小调节经所述低通滤波模块提供给第二功放模块的栅极偏置电压。

【技术特征摘要】
1.一种Doherty放大器，其特征在于，所述Doherty放大器包括：分路模块、第一功放模块、第二功放模块、合路模块、栅压调控模块、低通滤波模块；分路模块用于对部分待放大信号进行分离，其中，分路模块的输入端用于接收所述部分待放大信号，分路模块的第一输出端和第二输出端分别输出分路后的所述部分待放大信号；第一功放模块用于放大来自所述分路模块的第一输出端的信号，并将放大后的信号输出到合路模块的第一输入端；第二功放模块用于放大来自所述分路模块的第二输出端的信号，并将放大后的信号输出到合路模块的第二输入端；合路模块用于对放大后的信号进行合路，其中，合路模块的第一输入端和第二输入端分别接收来自第一功放模块和第二功放模块输出的所述放大后的信号，合路模块的输出端用于输出合路后的信号；栅压调控模块用于根据另一部分待放大信号的大小调节经所述低通滤波模块提供给第二功放模块的栅极偏置电压。2.根据权利要求1所述的Doherty放大器，其特征在于，所述栅压调控模块包括：检波电路、运算放大电路；检波电路用于根据所述另一部分待放大信号形成功率随时间变化的包络电压信号；运算放大电路用于放大来自所述检波电路的信号，并将放大后的信号经所述低通滤波模块输出到所述第二功放模块。3.根据权利要求2所述的Doherty放大器，其特征在于，所述检波电路包括：检波芯片、积分电路；检波芯片用于检测出所述另一部分待放大信号周期内的若干峰值点；积分电路用于连接并平滑处理所述若干峰值点，以形成所述包络电压信号。4.根据权利要求1至3任一项所述的Doherty放大器，其特征在于，所述Doherty放大器还包括：耦合器，用于将所述另一部分待放大信号耦合提供给所述栅压调控模块，其中，所述另一部分待放大信号占所述待放大信号的比例不超过百分之一。5.根据权利要求4所述的Doherty放大器，其特征在于，所述Doherty放大器还包括：延迟模块，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯富诚，宋贺伦，顾滕锋，曾大杰，张耀辉，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32