【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功率放大器，具体涉及一种可扩展输出功率回退范围的功率放大器。
技术介绍
1、随着人们对无线通信系统性能需求的不断增长，调制信号的峰均比逐渐提高已成为提升无线数据传输速率的重要手段。然而，高峰均比调制信号会使得发射机中的功率放大器(功放)长期处于功率回退区间。传统的b类或ab类功放其效率曲线通常只有一个峰值，在输出功率回退6db时，理论效率低于40％，实际应用中效率更低。为了满足不同应用场景下的需求，迫切需要一种能够在较大输出功率回退范围保持高效率的功率放大器。
2、目前，常见的负载调制类功放设计能够在功率范围内实现较高效率。例如，传统的doherty功率放大器采用两个相同功率等级的功放，具有两个效率峰值，可在6至8db的功率回退区间高效率工作。然而，对于基于正交频分复用技术(ofdm)的5g nr波形来说，峰均比接近于10db，这种设计在6db回退范围下的峰值效率不足以提升回退效率。最近提出的负载调制平衡式功放(lmba)一般能实现10db的输出功率回退范围，而采用多路非对称doherty结构的设计则可以实现更大的回退范围。
3、尽管现有技术在一定程度上解决了功放在输出功率回退区间的效率问题，但仍存在显著不足。随着信号峰均比的增加，输出功率回退范围增大，现有技术中的功放在两个效率峰值之间会出现一个低谷，显著降低了区间内的平均效率，限制了整个输出功率回退范围的扩展。例如在室内wi-fi通信系统中，信号的峰均比甚至接近于12db，现有的功放输出功率回退范围难以满足未来无线通信系统应用需求。>
技术实现思路
1、为了解决现有技术中输出功率回退范围不足问题，本专利技术提出一种可扩展输出功率回退范围的功放，提供一种具有更大输出功率回退范围且高效的功率放大器，以满足未来无线通信系统的需求。具体来说，其能实现15db以上的回退范围，同时保持较高的工作效率。
2、本专利技术为一种可扩展输出功率回退范围的功率放大器，结构包括：功率分配器，移相器，主功放m1，辅助功放a1、a2，平衡功放b1、b2，一根四分之一波长线ml1，一根二分之一波长线ml2，四分之一波长阻抗变换线tl3，隔离电阻(rios)，合路器，输入耦合器、输出耦合器以及后匹配网络。
3、进一步地，所述功率分配器可以通过功分器级联或者耦合器级联组成，输入端接射频信号输入，输出端的四个端口分别依次接主功放m1的输入端、四分之一波长线ml1级联辅助功放a1输入端、二分之一波长线ml2级联辅助功放a2输入端、移相器的输入端。此处的ml1和ml2是为了保证两个辅助功放a1和a2有正确的相位偏移。
4、进一步地，所述的输入耦合器的输入端接移相器的输出端，隔离端接入隔离电阻rios，耦合端接平衡功放b1的输入端，直通端接平衡功放b2的输入端。
5、进一步地，所述的输出耦合器的输入端接平衡功放b1的输出端，隔离端接平衡功放b2的输出端，耦合端接四分之一波长阻抗变换线tl3的输入端，直通端接后匹配网络的输入端。
6、进一步地，所述的合路器输入端依次接主功放m1输出端、辅助功放a1输出端、辅助功放a2输出端，合路器的输出端接四分之一波长阻抗变换线tl3的输出端。
7、进一步地，所述后匹配网络的输出端接系统负载，通常为50欧姆，目的是实现输出耦合器特征阻抗z0到系统阻抗50欧姆的匹配。
8、进一步地，所述的主功放m1，辅助功放a1、a2，平衡功放b1和b2，均为已包含对应的输入输出匹配网络的功率放大器。
9、进一步地，所述主功放m1处于ab类偏置，辅助功放a1和a2以及平衡功放b1和b2，都处于c类偏置，并由不同的栅极电压控制，依次开启，开启顺序为a1>a2>b1＝b2。
10、进一步地，所述的主功放m1，辅助功放a1、a2，平衡功放b1、b2可以是一只晶体管，也可以由多个晶体管并联或堆叠组合而成，晶体管可由多种工艺实现，包括但不限于cmos、ldmos、gan、inp、gaas的一种或任意混合。
11、本专利技术提出了一种可扩展输出功率回退范围的功率放大器，有益效果是：将三级doherty功放作为负载调制平衡功放的控制功放，在原有三级doherty功放的输出功率基础上，进一步增加了平衡功率放大器的输出功率范围，从而显著扩展功率放大器的输出功率回退范围。
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1.一种可扩展输出功率回退范围的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括：功率分配器、移相器、主功放(M1)、辅助功放(A1、A2)、平衡功放(B1、B2)、一根四分之一波长线(ML1)、一根二分之一波长线(ML2)、合路器、四分之一波长阻抗变换线(TL3)、隔离电阻(Rios)，输入耦合器、输出耦合器、后匹配网络；
2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的合路器输入端依次接主功放M1输出端、辅助功放A1输出端、辅助功放A2输出端，合路器的输出端接四分之一波长阻抗变换线TL3的输出端。
3.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述后匹配网络一端接输出耦合器的直通端，另一端接系统负载，通常为50欧姆。
4.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述主功放(M1)、辅助功放(A1、A2)、平衡功放(B1、B2)均为已包含对应的输入输出匹配网络的功率放大器。
5.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述主功放(M1)处于AB类偏置，辅助功放(A1和A2)以及平衡功放(B1和B2)均处于C类偏置，并由不
6.根据权利要求1所述的功率放大器，所述的主功放M1，辅助功放A1、A2，平衡功放B1、B2可以是一只晶体管，也可以由多个晶体管并联或堆叠组合而成，晶体管可由多种工艺实现，包括但不限于CMOS、LDMOS、GaN、InP、GaAs的一种或任意混合。
...【技术特征摘要】
1.一种可扩展输出功率回退范围的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括：功率分配器、移相器、主功放(m1)、辅助功放(a1、a2)、平衡功放(b1、b2)、一根四分之一波长线(ml1)、一根二分之一波长线(ml2)、合路器、四分之一波长阻抗变换线(tl3)、隔离电阻(rios)，输入耦合器、输出耦合器、后匹配网络；
2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的合路器输入端依次接主功放m1输出端、辅助功放a1输出端、辅助功放a2输出端，合路器的输出端接四分之一波长阻抗变换线tl3的输出端。
3.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述后匹配网络一端接输出耦合器的直通端，另一端接系统负载，通常为50欧姆。
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