射頻功放電路的帶寬擴展方法和裝置的製作方法

2023-07-22 22:23:01

專利名稱：射頻功放電路的帶寬擴展方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及射頻功放領域，特別是涉及一種射頻功放電路的帶寬擴展方法和裝置。
背景技術：
在移動通信系統中傳輸線的特徵阻抗都是50 Ω (歐姆，阻抗的單位)，根據Doherty原理(W. H. Doherty在1936年提出了一種提高功率放大器效率的技術)，輸出合成網絡需要通過一段四分之一波長的傳輸線來設計有源阻抗調製網絡。
如圖I所示，為對稱Doherty的拓撲結構。35. 3 Ω的四分之一波長的傳輸線把50 Ω的系統特性阻抗變換為25 Ω的阻抗用於有源阻抗調製網絡。然而，四分之一波長的傳輸線只能針對於某個特定頻率實現精準的90°的電長度，對低於該頻率的頻點，實際的電長度小於90°，高於該頻率的頻點，實際的電長度大於90°，這樣變換後阻抗將變得離散，呈現出了帶寬選擇性。由於單管匹配設計都是各個頻點阻抗匹配到同一個實數阻抗(一般都是50Ω)。阻抗變換後的離散特性改變了單管匹配的狀態，影響了單管性能的發揮。同時LDMOS(橫向擴散金屬氧化物半導體)本身對負載阻抗比較敏感，或寬帶Doherty應用時，阻抗變換的離散性對性能發揮的限制尤為明顯。

發明內容
本發明的目的在於提供一種射頻功放電路的帶寬擴展方法和裝置，能在較寬頻帶內實現阻抗實數變換，拓展射頻功放電路的應用範圍。本發明的目的通過如下技術方案實現一種射頻功放電路的帶寬擴展方法，包括如下步驟通過第一段四分之一波長傳輸線將射頻功放電路的源阻抗變換到中間阻抗；通過第二段四分之一波長傳輸線將中間阻抗變換到目標阻抗，其中，所述第一段四分之一波長傳輸線的阻抗Ztll = Zs (ZL/ZS) 1/4，所述第二段四分之一波長傳輸線的特性阻抗Ztl2 = Zs (ZlZZs) 3/4，其中，Zs為源阻抗，Zl為目標阻抗。一種射頻功放電路的帶寬擴展裝置，包括依次連接的第一埠、第一段四分之一波長傳輸線、第二段四分之一波長傳輸線、第二埠，所述第一段四分之一波長傳輸線的阻抗Ztll = Zs〔zyzs〕V4，所述第二段四分之一波長傳輸線的特性阻抗Ztl2 = Zs〔zyzs〕V4，其中，Zs為源阻抗，A為目標阻抗。依據上述本發明的方案，通過兩步實現在較寬頻帶內的阻抗實數變換首先將源阻抗變換到目標阻抗、源阻抗中間的某個值(中間阻抗)，然後再變換到目標值，這樣通過兩段四分之一波長傳輸線可以實現相移補償，使得各個頻點的相移都是90°，也就使得各個頻點的阻抗值都收斂為純實數阻抗，實現了射頻功放電路的帶寬擴展問題。


圖I為Doherty的拓撲結構示意圖；圖2為本發明實施例的射頻功放電路的帶寬擴展方法的流程示意圖；圖3為本發明的射頻功放電路的帶寬擴展方法的原理圖；圖4為本發明實施例的射頻功放電路的帶寬擴展裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本發明作進一步闡述，但本發明的實現方式不限於此。實施例I
參見圖2所示，為本發明實施例的射頻功放電路的帶寬擴展方法的流程示意圖，如圖I所示，該實施例的射頻功放電路的帶寬擴展方法包括如下步驟步驟SlOl :通過第一段四分之一波長傳輸線將射頻功放電路的源阻抗變換到中間阻抗，源阻抗是第一段四分之一波長傳輸線的輸出阻抗，如對於圖I中的情況，其源阻抗為50 Ω，一般情況下，源阻抗的大小是恆定的，中間阻抗為第一段四分之一波長傳輸線的輸入阻抗，其值由第一段四分之一波長傳輸線的特性阻抗值和源阻抗值決定；步驟S102 :通過第二段四分之一波長傳輸線將中間阻抗變換到目標阻抗，其中，目標阻抗為第二段四分之一波長傳輸線的輸入阻抗，也為阻抗變換的目標值，如對圖I中的Doherty的拓撲結構，其目標阻抗為25 Ω，在實際情況中，根據不同的要求，目標阻抗可能為不同的值；其中，所述第一段四分之一波長傳輸線的阻抗Ztll = Zs (ZL/ZS) 1/4，所述第二段四分之一波長傳輸線的特性阻抗Ztl2 = Zs (ZlZZs) 3/4，其中，Zs為源阻抗，Zl為目標阻抗。為了便於理解本發明的方案，下面詳細介紹一下本發明的原理。通過分析四分之一波長傳輸線的阻抗變換效果可知，射頻信號通過傳輸線後，高頻點的相移超過90°，低頻點的相移小於90°。那麼，假如再加一段合適特性阻抗的四分之一波長傳輸線，是否就可以補償前一段四分之一波長傳輸線導致的相移差，使各個頻點的阻抗值都收斂為純實數阻抗，這樣在實際阻抗變換時，不是一步到位變換到目標阻抗，而是通過兩步實現首先將源阻抗變換到目標阻抗、源阻抗中間的某個值，然後再變換到目標阻抗。下面就來進行具體分析，參見圖3所示，為本發明的射頻功放電路的帶寬擴展方法原理示意圖，其中，Ztll為第一段傳輸線的特性阻抗，Z02為第二段傳輸線的特性阻抗，Θ i為第一段傳輸線的相移，Θ 2為第二段傳輸線的相移，Zl為第一參考面處的輸入阻抗，Zx為第二參考面處的輸入阻抗，Zs為第三參考面處的輸入阻抗，其中，Ztl2 = kZ^k為比例係數。由於實際微帶線、同軸線等傳輸線都是低耗傳輸線，所以分析時都不考慮色散特性。對於中心頻點fQ，如下關係式是成立的Z^1 =ZxZs( I )(kZ01)2 = ZxZl (2)由式(I)、⑵可得:
權利要求
1.一種射頻功放電路的帶寬擴展方法，其特徵在於，包括如下步驟 通過第一段四分之一波長傳輸線將射頻功放電路的源阻抗變換到中間阻抗； 通過第二段四分之一波長傳輸線將中間阻抗變換到目標阻抗； 其中，所述第一段四分之一波長傳輸線的阻抗Ztll = Zs (ZL/ZS) 1/4，所述第二段四分之一波長傳輸線的特性阻抗Ztl2 = Zs (ZlZZs) 3/4，其中，Zs為源阻抗，Zl為目標阻抗。
2.一種射頻功放電路的帶寬擴展裝置，其特徵在於，包括依次連接的第一埠、第一段四分之一波長傳輸線、第二段四分之一波長傳輸線、第二埠，所述第一段四分之一波長傳輸線的阻抗Ztll = Zs ( / )"4,所述第二段四分之一波長傳輸線的特性阻抗Ztl2 = Zs (Zl/Zs) 3/4，其中，Zs為源阻抗，Zl為目標阻抗。
全文摘要
本發明公開一種射頻功放電路的帶寬擴展方法和裝置，其方法包括步驟通過第一段四分之一波長傳輸線將射頻功放電路的源阻抗變換到中間阻抗；通過第二段四分之一波長傳輸線將中間阻抗變換到目標阻抗，其中，所述第一段四分之一波長傳輸線的阻抗Z01＝ZS〔ZL/ZS〕1/4，所述第二段四分之一波長傳輸線的特性阻抗Z02＝ZS〔ZL/ZS〕3/4，其中，ZS為源阻抗，ZL為目標阻抗。本發明可以使得各個頻點的阻抗值都收斂為純實數阻抗，實現了射頻功放電路的帶寬擴展問題。
文檔編號H03F1/42GK102882475SQ201210371690
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者謝路平, 鍾偉東, 蔣祥茂, 劉海濤, 林錫貴, 劉江濤, 李鋼, 葉久銘 申請人:京信通信系統(中國)有限公司