一种具有补偿功能的Doherty功率放大器
阅读说明：本技术 一种具有补偿功能的Doherty功率放大器 (Doherty power amplifier with compensation function ) 是由 李�杰 梁晓新 阎跃鹏 万晶 王魁松 王霄 张钰英 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种具有补偿技术的Doherty功率放大器,包括：顺序连接的信号输入单元,信号补偿单元,输入匹配单元,集成放大单元,输出匹配单元,信号输出单元。本发明的优点在于：由于本方案结构简单,可以起到自适应调节输入信号强度的作用,同时可以起到随着输入信号功率变化集成放大单元的寄生电容变化的补偿,使输入端的阻抗在不同功率强度下保持几乎不变。提高了输入匹配的稳定性,提高功放的输出功率和效率,具有一定的商业价值。(The application discloses a Doherty power amplifier with compensation technology, which comprises: the device comprises a signal input unit, a signal compensation unit, an input matching unit, an integrated amplification unit, an output matching unit and a signal output unit which are sequentially connected. The invention has the advantages that: due to the fact that the scheme is simple in structure, the effect of self-adaptive adjustment of the strength of the input signal can be achieved, meanwhile, compensation of parasitic capacitance change of the integrated amplification unit along with the power change of the input signal can be achieved, and the impedance of the input end is enabled to be almost unchanged under different power strengths. The stability of input matching is improved, the output power and the efficiency of the power amplifier are improved, and the power amplifier has certain commercial value.)
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种具有补偿功能的Doherty功率放大器。
背景技术
射频功率放大器被广泛应用于各种无线通信发射设备中。线性功放在基站中的成本比例约占1/3，如何有效、低成本地解决功放的线性化问题显得非常重要。高效率高线性度的功放研究是一个热门课题，特别是近几年针对5G通信的功率放大器。功率放大器的线性度和效率是设计功率放大器的重点。在线性度方面，前馈结构是目前比较成熟的结构，广泛运用于现代通信系统中，数字预失真在业界则被认为是功率放大器线性化的方向。而随着现代通信的发展，效率也开始越来越被关注。Doherty方法被认为是提高效率最有前景的一种结构。由于Doherty功放结构的特征仍然有效率提升的可能.并且随着输入信号功率的变化，功率管的寄生电容也随着变化，进而影响功放的效率。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案，是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种效率更高，输出功率更大的Doherty功率放大器。其具体方案如下：
本发明公开了一种具有补偿技术的Doherty功率放大器，包括：顺序连接的信号输入单元，信号补偿单元，输入匹配单元，集成放大单元，输出匹配单元，信号输出单元。
进一步地，所述信号输入单元包括第一串联微带线，并联微带线，第二串联微带线，其中，第一串联微带线连接信号补偿单元中的第一相位补偿元件和第一二极管，第二串联微带线连接信号补偿单元中的第二二极管和输入匹配单元中的第二输入匹配电路。
进一步地，所述信号补偿单元包括第一二极管、第二二极管和第一相位补偿元件，其中，第一相位补偿元件的一端连接第一串联微带线，另一端连接输入匹配单元的第一输入匹配电路；第一二极管的正极接地，负极连接第一串联微带线和第一相位补偿元件；第二二极管的正极接地，负极连接第二串联微带线和所述第二输入匹配电路。
进一步地，所述第一二极管、第二二极管均为变容二极管。
进一步地，所述输入匹配单元包括第一输入匹配电路和第二输入匹配电路；其中，第一输入匹配电路的一端连接第一相位补偿元件，另一端连接输入匹配单元中的第一MOSFET晶体管的栅极；第二输入匹配电路的一端连接第二串联微带线和第二二极管的阴极，另一端连接输入匹配单元中的第二MOSFET晶体管的栅极。
进一步地，所述集成放大单元包括第一MOSFET晶体管和第二MOSFET晶体管；其中，第一MOSFET晶体管的栅极连接第一输入匹配电路，漏极连接第一输出匹配电路，源极接地；第二MOSFET晶体管的栅极连接第二输入匹配电路，漏极连接第二输出匹配电路，源极接地。
进一步地，所述第一MOSFET晶体管和第二MOSFET晶体管为增强型N沟道MOSFET晶体管。
进一步地，所述输出匹配单元包括第一输出匹配电路和第二输出匹配电路，其中，第一输出匹配电路的一端连接第一MOSFET晶体管的漏极，另一端连接信号输出单元中的第一补偿微带线；第二输出匹配电路的一端连接第二MOSFET晶体管的漏极，另一端连接信号输出单元中的第二补偿微带线。
进一步地，所述信号输出单元包括第一补偿微带线、第二补偿微带线、第二相位补偿元件、第三相位补偿元件；其中，第一补偿微带线的一端连接第一输出匹配电路，另一端连接第二相位补偿元件，第二补偿微带线的一端连接第二输出匹配电路，另一端连接第二相位补偿元件和第三相位补偿元件；第二相位补偿元件的一端连接第一补偿微带线，另一端连接第二补偿微带线和第三相位补偿元件；第三相位补偿元件的一端连接第二补偿微带线和第二相位补偿元件，另一端通过第一电阻接地。
进一步地，所述集成放大单元包括稳定网络。
本发明的优点在于：由于本方案结构简单，可以起到自适应调节输入信号强度的作用，同时可以起到随着输入信号功率变化集成放大单元的寄生电容变化的补偿，使输入端的阻抗在不同功率强度下保持几乎不变。提高了输入匹配的稳定性，提高功放的输出功率和效率，具有一定的商业价值。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例中一种具有补偿技术的Doherty波功率放大器的结构拓扑图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明实施例公开了一种具有补偿技术的Doherty功率放大器，包括：顺序连接的信号输入单元1，信号补偿单元2，输入匹配单元3，集成放大单元4，输出匹配单元5，信号输出单元6。其中，各个单元的具体组成结构如下：
信号输入单元1，包括第一串联微带线1，并联微带线1，第二串联微带线2。其中，第一串联微带线1连接信号补偿单元2中的第一相位补偿元件L1和第一二极管D1，第二串联微带线2则连接信号补偿单元2中的第二二极管D2和输入匹配单元6中的第二输入匹配电路2。
信号补偿单元2，包括第一二极管D1、第二二极管D2和第一相位补偿元件L1，其中，第一相位补偿元件L1一端连接串联微带线1，另一端则连接输入匹配单元6的第一输入匹配电路1。第一二极管D1的正极接地，负极连接第一串联微带线1和第一相位补偿元件L1。第二二极管D2的正极接地，负极连接第二串联微带线2和第二输入匹配电路2。第一二极管D1、第二二极管D2均为变容二极管。
输入匹配单元3，包括第一输入匹配电路1和第二输入匹配电路2。第一输入匹配电路1的一端连接第一相位补偿元件L1，另一端连接输入匹配单元中的第一MOSFET晶体管X1的栅极；第二输入匹配电路2的一端连接第二串联微带线2和第二二极管D2的阴极，另一端连接输入匹配单元中的第二MOSFET晶体管X2的栅极。
集成放大单元4，包括第一MOSFET晶体管X1和第二MOSFET晶体管X2，该两个晶体管为增强型N沟道MOSFET晶体管。其中，第一MOSFET晶体管X1的栅极连接第一输入匹配电路1，漏极连接第一输出匹配电路1，源极接地。第二MOSFET晶体管X2的栅极连接第二输入匹配电路2，漏极连接第二输出匹配电路2，源极接地。
输出匹配单元5，包括第一输出匹配电路1和第二输出匹配电路2，其中，第一输出匹配电路1的一端连接第一MOSFET晶体管X1的漏极，另一端连接第一补偿微带线1。第二输出匹配电路2的一端连接第二MOSFET晶体管X2的漏极，另一端连接第二补偿微带线2。
信号输出单元6，包括第一补偿微带线1、第二补偿微带线2、第二相位补偿元件L2、第三相位补偿元件L3。其中，第一补偿微带线1的一端连接第一输出匹配电路1，另一端连接第二相位补偿元件L2，第二补偿微带线2的一端连接第二输出匹配电路2，另一端连接第二相位补偿元件L2和第三相位补偿元件L3。第二相位补偿元件L2的一端连接第一补偿微带线1，另一端连接第二补偿微带线2和第三相位补偿元件L3。第三相位补偿元件L3的一端连接第二补偿微带线2和第二相位补偿元件L2，另一端通过第一电阻R1接地。
本实施例通过信号输入单元1的结构，能够自动的根据输入信号的强度，通过集成放大单元4中X1和X2的负载比值对输入功率进行分配，从而提高整个功率放大器的效率。
本实施例通过信号补偿单元2的结构，能够对由于随着输入功率的变化引起集成放大单元的输入电容变化进行补偿，使输入端的容性阻抗保持不变，从而完善整个电路的输入端匹配，从而提高放大电路的输出功率和效率。
本发明由于线路简单，具有较高的商业价值。本实施达到了提升功率放大器整体效率的目的。当然，该电路拓扑结构中的元件的参数可以根据不同的工作要求进行相应的调整，甚至还可以对该电路拓扑结构中的部分电路，例如对输入匹配单元3进行替换或增删元件，以获得低功耗、高效率的功率放大器。
所述集成放大单元4为整个具有补偿技术的功率放大器提供功率输出.可以理解的是，所述集成放大单元4中还可以进一步包括稳定网络，以防功率放大器振荡。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种具有补偿技术的功率放大器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。