线性射频功率放大器电路及其优化方法技术

本发明专利技术公开了一种线性射频功率放大器电路，包括两个不同类型的射频功率放大器，两个不同类型的射频功率放大器的输入端和输出端接各接有一个射频电桥，两个射频电桥均有一端串联一段５０Ω微带线和一个复数阻抗电路后接地，还有一端作为电路的输入端或者输出端。本发明专利技术还公开了一种线性射频功率放大器电路的优化方法，对所述５０Ω微带线的长度、复数阻抗电路的复数阻抗的参数值进行优化，使得线性射频功率放大器电路的效果评价参数达到最高。本发明专利技术通过采用两个不同类型的射频功率放大器，使得在工作中两个射频功率放大器的优点能够互补，从而提高整个射频功率放大器电路的线性和效率；由于５０Ω微带线被设置于两个射频电桥外面，所以更加便于调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种射频功率放大器电路，尤其是一种线性射频功率放大 器电路。本专利技术还涉及这种线性射频功率放大器电路的优化方法。
技术介绍
射频功率放大器是无线通讯系统模拟电路的重要组成部分，在基站中它的成本可以占到30%左右。它被用来对射频信号进行放大，以便于传输。 其主要参数是线性和效率。线性是表征射频功率放大器能否真实地放大信号的参数。无线通讯系 统中如果线性差，会增加误码率、增加临道干扰(ACPR增大)，从而影响通 讯系统的工作质量。由于ACPR大部分是由射频功率放大器产生的，所以实 际应用中用它的值来衡量射频功率放大器的线性度。3G协议上对基站ACPR 的要求一般是-45dBc左右，目前普遍采用的数字预失真(DPD)技术对射频 功率放大器线性的改善一般为20 25dB，这就要求射频功率放大器本身线 性需优于-25dBc。研发中一般要求该值为-35dBc，以留出生产等方面的余效率是表征射频功率放大器把多少输入能量(包含信号输入和直流输 入)转化成被放大了的信号而输出的参数。高的效率是无线通讯系统射频 功率放大器的重要指标，直接影响到系统的受热程度、可靠性和成本。所 以在满足线性的前提下，要求效率越高越好。3G无线通讯系统(如WCDMA系统)的信号普遍都有高的峰均比(PAR)， 即对于某一均值功率的信号，瞬间的峰值功率高达10倍以上。为了使信号 在峰值功率处尽量减少失真，射频功率放大器都工作于回退状态。如要求 射频功率放大器的输出平均功率为40dBm，信号峰均比为10dB，那么射频 功率放大器应该有50dBm左右的输出能力，这样信号才不会失真，但却会 导致效率的降低，因为对于输出能力确定的射频功率放大器，实际工作功 率越低，即回退越多，效率就越低。如果没有合适的50dBm输出能力的功 率管，就需要采用两路或者多路并联的形式，这会进一步降低效率。目前常用的线性射频功率放大器电路如图1所示，包括两个相同类型 的放大器，所述两个射频功率放大器的输入端分别接到一个第一 3db电桥 的两个输出端，所述第一 3db电桥的一个输入端接输入信号，另一个输入 端串联一个50Q电阻后接地，所述两个射频功率放大器的输出端分别接到 一个第二 3db电桥的两个输入端，所述第二 3db电桥的一个输出端作为信 号输出端，另一个输出端串联另一个50Q电阻后接地。该电路中的两个射 频功率放大器需要兼顾效率和线性，因此一般采用AB类射频功率放大器。 这种结构的射频功率放大器电路，其虽然兼顾了线性和效率，但是线性和 效率都不会很高，难以符合越来越高的技术要求。因此需要采用一些特殊 技术来改善高效率线性射频功率放大器电路的性能。目前用来改善射频功率放大器线性性能的线性化技术主要有前馈技术 和数字预失真技术。前馈技术可以获得高的ACPR改善量(25dB以上)，已 是一种成熟的技术；数字预失真技术随着数字信号处理器速度的加快而得到快速发展，ACPR改善量已经能够达到20dB以上，成为前馈技术外的又一 重要的线性化技术选择。这两种技术能够使射频功率放大器基本满足3G基 站的ACPR要求。近年，提高射频功率放大器效率的技术越来越受到业内的重视，大量 许多年前提出的理论得到发展，有的已经实际得到使用，有的很多人正在 参与讨论、研发。目前提高效率的射频功率放大器技术主要有多哈特 (Doherty)技术、F类射频功率放大器、包络跟踪技术、包络削减恢复(EER) 技术。但是都有自身的缺点。Doherty射频功率放大器，电路形式简单，在回退6dB左右可以得到较 多的效率改善，是目前常用的提高效率的电路形式。如图2所示，Doherty 电路中包括两个不同类型的射频功率放大器， 一个工作在A类或AB类模式， 另一个工作在B类或C类模式，在每个射频功率放大器的输入端和输出端 各串联有一段50Q微带线，与两个射频功率放大器的输入端连接的两段50 Q微带线连接到一个3db电桥的两个输出端上，所述电桥的一个输入端串 联一个50Q的电阻后接地，另一个输入端连接输入信号，与两个射频功率 放大器的输出端连接的两段50Q微带线的另外一端通过一个Ag/4线相连 接，并且由与所述A类或AB类射频功率放大器连接的50Q微带线的一端作 为电路的信号输出端。在Doherty功放的性能优化过程中，需要对图中的 50Q微带线的长度进行调整，从而影响功放的输入、输出阻抗，以得到最 佳性能。所以在研发中需要做不同长度的多个版本，以得到最佳性能。生 产中由于功率管的差异，往往需要微调这些线的长度，由于这些50Q微带线在电路内部，因此难以实现。同时Doherty电路对其输出端四分之波长 传输线(、/4线)的精度要求较高，这也影响了其带宽和使用范围。F类射频功率放大器工作于开关状态，效率可以得到改善，但效率的改 善主要集中在饱和功率处，所以应用在移动终端设备上的较多。基站功放 一般不工作在饱和状态，所以该类放大器在基站上使用需要和其他技术结 合，这会导致电路结构更加复杂。包络跟踪技术、EER技术的电路整体上分为两路射频支路及和射频信 号包络对应的电源支路。这两种技术对电源支路的带宽和两路之间的同步 要求较高，所以较难实现，目前尚在研发阶段。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种线性射频功率放大器电路，以 及该线性射频功率放大器电路的优化方法，能够有很好的线性和效率，而 且结构简单，调试方便。为解决上述技术问题，本专利技术线性射频功率放大器电路的技术方案是， 包括两个不同类型的射频功率放大器，所述两个不同类型的射频功率放大 器的输入端分别接到一个第一射频电桥的两个输出端，所述第一射频电桥 的一个输入端接输入信号，另一个输入端串联一个第一 50Q微带线和一个 第一复数阻抗电路后接地，所述两个不同类型的射频功率放大器的输出端 分别接到一个第二射频电桥的两个输入端，所述第二射频电桥的一个输出 端作为信号输出端，另一个输出端串联一个第二 50Q微带线和一个第二复 数阻抗电路后接地。本专利技术线性射频功率放大器电路的优化方法的技术方案是，对所述第一 50Q微带线的长度、第一复数阻抗电路的复数阻抗以及第二 50Q微带线 的长度、第二复数阻抗电路的复数阻抗，总共4个参数值进行优化，使得所述线性射频功率放大器电路的效果评价参数达到最佳，所述线性射频功 率放大器电路的效果评价参数为所述线性射频功率放大器电路的效率或者 线性或者效率和线性的综合水平。本专利技术通过采用两个不同类型的射频功率放大器，使得在工作中两个 射频功率放大器的优点能够互补，从而提高整个射频功率放大器电路的线性和效率；由于两段50Q微带线被设置于两个射频电桥外面，所以更加便 于调节。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明 图1为现有的线性射频功率放大器电路的电路图； 图2为Doherty射频功率放大器电路的电路图； 图3为本专利技术线性射频功率放大器电路的电路图； 图4为本专利技术线性射频功率放大器电路两个不同类型的射频功率放大 器的失真相互抵消的示意图。 具体实施例方式本专利技术线性射频功率放大器电路的结构可参见图3所示，包括两个不 同类型的射频功率放大器，这两个不同类型的射频功率放大器一个可以是A 类、AB类或者B类中的一种，另一个可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性射频功率放大器电路，其特征在于，包括两个不同类型的射频功率放大器，所述两个不同类型的射频功率放大器的输入端分别接到一个第一射频电桥的两个输出端，所述第一射频电桥的一个输入端接输入信号，另一个输入端串联一个第一５０Ω微带线和一个第一复数阻抗电路后接地，所述两个不同类型的射频功率放大器的输出端分别接到一个第二射频电桥的两个输入端，所述第二射频电桥的一个输出端作为信号输出端，另一个输出端串联一个第二５０Ω微带线和一个第二复数阻抗电路后接地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏瑜，刘林涛，
申请(专利权)人：锐迪科无线通信技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]