本申请实施例涉及功率放大器,具体而言,涉及一种射频功率放大方法与射频功率放大器。
背景技术:
1、在5g时代,随着massive单片微波集成电路(monolithic microwave integratedcircuit,简称为mmic)技术的应用,功放单元逐渐向低功率小型化集成化的方向发展,mmic和高性能模组(module)成为发展的趋势。为了实现功放的小型化和集成化,应尽可能的精简doherty(一种放大器架构)的输出合成网络,同时应尽可能提高功放的效率。
2、图1是相关技术中的合成网络多采用clc结构的框图,如图1所示,合成网络的合路点在辅功放管子根部,主功放管的寄生电容、辅功放管的寄生电容以及一段传输线共同构成clc(电容-电感-电容)结构的阻抗变换线。同时添加额外的寄生参数平衡网络来调整补偿电容。该结构功放效率较低,且需要添加额外的后匹配网络,导致合成网络的整体面积较大不利于小型化和集成化。
3、针对相关技术中合成网络采用clc结构,功放效率较低且需要添加额外的后匹配网络,导致合成网络的整体面积较大不利于小型化和集成化的问题,尚未提出解决方案。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种射频功率放大方法与射频功率放大器,以至少解决相关技术中合成网络采用clc结构,功放效率较低且需要添加额外的后匹配网络,导致合成网络的整体面积较大不利于小型化和集成化的问题。
2、根据本申请的一个实施例,提供了一种射频功率放大器,所述射频功率放大器包括:主功放和辅功放,所述主功放与合路点之间设置有阻抗变换网络和第一输出谐波控制网络,所述辅功放和所述合路点之间设置有相移网络和第二输出谐波控制网络,所述合路点的阻抗与负载阻抗匹配;
3、第一输出谐波控制网络,用于通过与所述阻抗变换网络的连接控制谐波阻抗,以将所述主功放的晶体管根部的电压波形与电流波形进行整形,使得所述主功放处于逆f类模式;
4、第二输出谐波控制网络,用于通过与所述相移网络的连接控制谐波阻抗,以将所述辅功放的晶体管根部的电压波形与电流波形进行整形,使得所述辅功放处于逆f类模式。
5、根据本申请的另一个实施例,还提供了一种射频功率放大方法,应用于上述任的射频功率放大器,所述方法包括:
6、通过控制谐波阻抗将主功放与辅功放的晶体管根部的电压波形与电流波形进行整形,使得所述主功放与所述辅功放处于逆f类模式下进行功率放大。
7、在一实施例中,所述辅功放的饱和功率是所述主功放的饱和功率的n倍,n≥1;
8、所述辅功放的最佳负载阻抗是所述主功放的最佳负载阻抗的1/n。
9、在一实施例中,所述第一输出谐波控制网络与所述第二输出谐波控制网络为lc谐振电路,其中,所述lc谐振电路的谐振频率为工作频率f的二次谐波;
10、所述第一输出谐波控制网络设置于所述阻抗变换网络的基频电长度的第一预设角度处,所述第二输出谐波控制网络设置于所述相移网络的基频电长度的第二预设角度处。
11、在一实施例中,所述阻抗变换网络的特征阻抗是根据负载阻抗与所述主功放的最佳负载阻抗确定的,电长度为第三预设角度度的传输线或者等效传输线。
12、在一实施例中,所述阻抗变换网络通过串联的微带线tl1和微带线tl2实现;或者
13、所述阻抗变换网络通过串联的电感l1和电感l2实现;或者
14、所述阻抗变换网络通过电容加载传输线实现,其中,所述电容加载传输线包括电容c1、微带线tl3、微带线tl4及电容c2,所述电容c1的一端接地,所述电容c1的另一端与所述微带线tl3连接,所述微带线tl3与所述微带线tl4串联,所述电容c2的一端与所述微带线tl4连接,所述电容c2的另一端接地;或者
15、所述阻抗变换网络通过lc等效传输线实现,其中,所述lc等效传输线包括电容c3、电感l3、电感l4及电容c4,所述电容c3的一端接地,所述电容c3的另一端与所述电感l3连接,所述电感l3与所述电感l4串联,所述电容c4的一端与所述电感l4连接,所述电容c4的另一端接地。
16、在一实施例中,所述主功放的晶体管寄生电容被吸收进所述阻抗变换网络之中;
17、所述辅功放的晶体管寄生电容被吸收进所述相移网络之中。
18、在一实施例中,所述阻抗变换网络还包含隔直电容和供电电感,其中,所述隔直电容跨接在所述晶体管寄生电容与以下之一器件之间:所述微带线tl1、电感l1、微带线tl3、电感l3,所述供电电感馈电设置于所述晶体管寄生电容与所述隔直电容之间。
19、在一实施例中,所述相移网络为一总相移为0°的阻抗变换网络。
20、在一实施例中,所述主功放的输入端连接有输入谐波控制网络。
21、在一实施例中,所述输入谐波控制网络为电容与电感串联的的lc串联谐振结构。
22、本申请实施例的射频功率放大器包括:主功放和辅功放,所述主功放与合路点之间设置有阻抗变换网络和第一输出谐波控制网络,所述辅功放和所述合路点之间设置有相移网络和第二输出谐波控制网络,所述合路点的阻抗与负载阻抗匹配;第一输出谐波控制网络,用于通过与所述阻抗变换网络的连接控制谐波阻抗,以将所述主功放的晶体管根部的电压波形与电流波形进行整形,使得所述主功放处于逆f类模式;第二输出谐波控制网络,用于通过与所述相移网络的连接控制谐波阻抗,以将所述辅功放的晶体管根部的电压波形与电流波形进行整形,使得所述辅功放处于逆f类模式,可以解决相关技术中合成网络采用clc结构,功放效率较低且需要添加额外的后匹配网络,导致合成网络的整体面积较大不利于小型化和集成化的问题,提高了放效率,且由于合路点的阻抗与负载阻抗相等,不需要添加额外的后匹配网络,便于小型化集成。
1.一种射频功率放大器,其特征在于,所述射频功率放大器包括:主功放和辅功放,所述主功放与合路点之间设置有阻抗变换网络和第一输出谐波控制网络,所述辅功放和所述合路点之间设置有相移网络和第二输出谐波控制网络,所述合路点的阻抗与负载阻抗匹配;
2.根据权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,
4.根据权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,
5.根据权利要求4所述的射频功率放大器,其特征在于,
6.根据权利要求5所述的射频功率放大器,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的射频功率放大器,其特征在于,
8.根据权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,
9.根据权利要求1所述的射频功率放大器,其特征在于,
10.根据权利要求9所述的射频功率放大器,其特征在于,
11.一种射频功率放大方法,其特征在于,应用于权利要求1至10中任一项所述的射频功率放大器,所述方法包括:
