本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種低合路損耗的doherty合路電路和方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著無線通訊市場競爭的日益激烈，基站產(chǎn)品的性能高低成為業(yè)內(nèi)競爭的主要焦點。而功率放大器(簡稱功放)作為基站的重要組成部分，直接關(guān)系著基站發(fā)射信號的質(zhì)量和通信效果。為了提高傳輸速率，更加有效地利用頻譜資源，現(xiàn)階段基站廣泛采用ofdm、wcdma、lte等高峰均比調(diào)制方式，因此要求功放在高峰均比的條件下正常工作，不但要滿足線性指標(biāo)要求，同時需要到達較高的工作效率，現(xiàn)階段doherty功放配合數(shù)字預(yù)失真技術(shù)(dpd)可以較好地滿足上述要求，因此，doherty功放成為目前基站應(yīng)用的研究熱點。

為了提高基站覆蓋范圍，滿足基站不斷增加的輸出功率要求，目前主要采用增加doherty路數(shù)如3路doherty、4路doherty或采用多個雙路doherty進行功率合成的方法來增加功率放大器輸出功率。

現(xiàn)有基站采用的3路或4路doherty功放，多路doherty功放由3到4個功放管組成，分為主功放和輔助功放。輸入信號經(jīng)過分離后分別送入主功放和輔助功放，經(jīng)放大后再合成為一路。多路doherty設(shè)計難度較大，且由于射頻功率主要由主功放功率管輸出，因此該射頻功率管發(fā)熱較為嚴(yán)重，對于功放的散熱和可靠性有一定影響，同時4路doherty電路由于設(shè)計難度和電路一致性的問題更加突出，實際應(yīng)用的場景則較為少見，3路doherty電路較為常用，但3路doherty電路在某些場合同樣存在輸出功率不足和電路設(shè)計相對復(fù)雜的問 題。

兩個雙路doherty功放通過3db電橋或wilkinson功分器組成的功率合路電路進行合路以達到提高輸出功率的目的。這兩種合路方案中的雙路doherty電路與普通doherty設(shè)計基本相同，功率合成網(wǎng)絡(luò)為通用的3db電橋或wilkinson功分器，具有電路設(shè)計相對簡單的優(yōu)點，可以在一定程度上克服4路doherty設(shè)計復(fù)雜和3路doherty輸出功率受限的問題。

現(xiàn)有技術(shù)中的兩個雙路doherty合成電路，如圖1和圖2所示，在圖1中，上下兩個doherty電路的后續(xù)合路單元需要如圖1的第一1/4波長微帶線11和第二1/4波長微帶線12以及3db電橋13。在圖2中，上下兩個doherty電路的后續(xù)合路單元需要第三1/4波長微帶線21、第四1/4波長微帶線22以及一個威爾金森功分器。所以，兩個雙路doherty合路電路由于在功放輸出端增加了合路單元，不可避免地引入該電路的插入損耗從而功放在輸出功率和工作效率方面有所損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種低合路損耗的doherty合路電路和一種降低doherty合路電路合路損耗的方法，能夠在提高輸出功率的基礎(chǔ)上降低插入損耗，提高電路工作效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種低合路損耗的doherty合路電路，包括：功率合成子電路和兩個輸出參數(shù)相同的doherty子電路；功率合成子電路包括兩個輸入端、一個輸出端和連接在輸入端和輸出端之間的合路匹配單元；

各個doherty子電路的輸出信號通過與之一一對應(yīng)連接的輸入端進入合路匹配單元；合路匹配單元用于分別對兩個doherty子電路的輸出阻抗進行阻抗變換，使得輸出端的輸出阻抗與后續(xù)電路阻抗匹配，還用于兩個doherty子電 路的輸出信號在輸出端進行合路時的信號匹配，使得到達輸出端的兩個doherty子電路的信號的功率和相位分別相同。

進一步地，每個doherty子電路包含并聯(lián)連接的n路支路電路，n為大于等于1的正整數(shù)，其中一條支路電路是主功放電路，其它支路電路是參數(shù)相同的輔助功放電路。

進一步地，合路匹配單元包括兩個λ/4微帶線，輸出端和各個輸入端之間設(shè)置有一個λ/4微帶線，λ為中心頻率信號的波長。

進一步地，λ/4微帶線的阻抗為za，doherty子電路合路點阻抗為zb，后續(xù)電路的負(fù)載阻抗為zc，doherty子電路的個數(shù)是n，則za滿足za²＝zb*nzc。

進一步地，功率合成子電路還包括隔離單元，隔離單元設(shè)置在兩個輸入端和合路匹配單元之間，兩個輸入端經(jīng)過隔離單元的隔離后與合路匹配單元連接。

進一步地，doherty子電路是雙路doherty子電路，隔離單元是隔離電阻，隔離電阻設(shè)置在功率合成子電路的兩個輸入端之間。

進一步地，雙路doherty子電路的主功放電路和輔助功放電路的功率比為α，隔離電阻的阻抗為zd，滿足zd＝100/(1+α)。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種降低doherty合路電路合路損耗的方法，包括：

兩個輸出參數(shù)相同的doherty子電路將輸出信號傳輸?shù)焦β屎铣勺与娐分械膬蓚€輸入端，所述輸入端與所述doherty子電路是一一對應(yīng)連接的；

輸入端將輸出信號傳輸?shù)脚c之連接的合路匹配單元；

合路匹配單元分別對兩個doherty子電路的輸出阻抗進行阻抗變換，對兩個doherty子電路的輸出信號進行功率和相位的變換，使得到達輸出端的兩個doherty子電路的信號的功率和相位分別相同；

將經(jīng)過合路匹配單元變換后的兩路信號在輸出端合成一路信號輸出。

進一步地，在兩個輸出信號經(jīng)過合路匹配單元之前，使用位于兩個輸入端之間的隔離單元對兩個輸入端進行隔離。

進一步地，輸出信號是doherty子電路將多路子信號合為一路信號輸出的 信號。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的低合路損耗的doherty合路電路，包含了功率合成子電路和兩個輸出參數(shù)相同的doherty子電路，每個doherty子電路的輸出阻抗和輸出信號的功率相同，在功率合成子電路中，包含有兩個輸入端、一個輸出端和連接在輸入端和輸出端之間的合路匹配單元，用來將兩個doherty子電路輸出的信號合成一路輸出，在本發(fā)明的合路電路中，各個doherty子電路的輸出信號通過與之一一對應(yīng)連接的輸入端進入合路匹配單元，合路匹配單元對doherty子電路的輸出阻抗進行阻抗變換以便實現(xiàn)輸出端的輸出阻抗和后續(xù)電路的負(fù)載阻抗相匹配，達到最大功率輸出；合路匹配單元還用于信號在輸出端進行合路時的信號匹配，調(diào)節(jié)信號的功率和相位，以使得到達輸出端的兩個信號的相位以及功率匹配，該電路結(jié)構(gòu)簡單，巧妙地將現(xiàn)有技術(shù)中的匹配電路和合成電路合二為一，在提高doherty合路電路輸出功率的基礎(chǔ)上，減少了元器件的插入損耗，降低了合路損耗，提高電路的工作效率，同時也減少了布板面積。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的兩個雙路對稱doherty3db電橋合路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)的兩個雙路對稱dohertywilkinson合路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例一提供的低合路損耗的doherty合路電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例一提供的另一種低合路損耗的doherty合路電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例一提供的兩個雙路對稱doherty子電路的合路電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例一提供的另一種兩個雙路對稱doherty子電路的合路電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實施例一提供的兩路功率比為1:1.5非對稱doherty子電路的合路電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例一提供的兩路功率比為1:2非對稱doherty子電路的合路電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是別人發(fā)明實施例二提供的降低doherty合路電路合成損耗的方法的流程圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。

實施例一：

請參考圖3，本實施例的降低doherty合路電路的功率合成損耗的電路包括功率合成子電路2和兩個參數(shù)相同的doherty子電路11和12；為了實現(xiàn)合路的功能，將兩個doherty子電路的輸出功率合成一路輸出，功率合成子電路2包括兩個輸入端211和212、一個輸出端22和連接在兩個輸入端和輸出端22之間的合路匹配單元23，兩個輸入端分別與兩個doherty子電路中的一個對應(yīng)連接，各個doherty子電路的輸出信號通過與之一一對應(yīng)連接的輸入端進入合路匹配單元23；通過合路匹配單元23的變換之后，又在與合路匹配單元23連接的一個輸出端22合成一路信號輸出。

合路匹配單元23會分別對兩個doherty子電路的輸出阻抗進行阻抗變換，使得功率合成子電路2的輸出阻抗能與后續(xù)電路實現(xiàn)阻抗匹配，合路匹配單元23還用于兩個doherty子電路的輸出信號在輸出端進行合路時的信號匹配，使得到達輸出端的兩個doherty子電路的信號的功率和相位分別相同，避免信號在輸出端進行合路時產(chǎn)生信號反射而導(dǎo)致的降低信號的輸出功率和出現(xiàn)信號干 擾的現(xiàn)象。

本實施的doherty子電路是輸出參數(shù)相同的電路，這里的輸出參數(shù)相同指的是，每個doherty子電路的輸出功率、輸出電壓、輸出阻抗、輸出信號等是相同的。優(yōu)選地，可以使每個doherty子電路的電路構(gòu)成完全相同來實現(xiàn)上述的目的。

在本實施例中，對于每個doherty子電路而言，可以均包含了并聯(lián)連接的n路支路電路，即每個doherty子電路都是n路doherty子電路，n為大于或等于1的正整數(shù)，n條支路中的一路是主功放電路，其他支路電路是參數(shù)相同的輔助功放電路，這些輔助功放電路使用的功率放大器的工作狀態(tài)都是c類的工作狀態(tài)，且放大倍數(shù)是完全相同的，即各個輔助功放電路的放大倍數(shù)和輸出功率相同。

優(yōu)選地，上述的合路匹配單元包括兩個λ/4微帶線，這里的λ指的是中心頻率信號的波長，輸入端和各個輸出端之間對應(yīng)地設(shè)置有一個λ/4微帶線，假如λ/4微帶線的阻抗為za，doherty子電路合路點阻抗為zb，后續(xù)電路的負(fù)載阻抗為zc，doherty子電路的個數(shù)是n，則za滿足za²＝zb*nzc。，本實施例的doherty子電路的個數(shù)是2，所以λ/4微帶線的阻抗za滿足za²＝2zb*zc。

可以想到的是，在實際的電路中，由于硬件的限制，所以即使是電路結(jié)構(gòu)完全相同的doherty子電路的輸出功率也不能達到完全一樣的效果，這時候就會發(fā)生信號反射的現(xiàn)象，如果一個輸入端的信號在輸出端反射到了另一個輸入端上，就會對該輸入端的信號造成很大的影響，會降低信號功率和造成信號干擾。所以，需要采取相應(yīng)的措施來避免這樣的反射出現(xiàn)在實際情況中。優(yōu)選地，參見圖4所示，本實施的功率合成子電路2還包含了隔離單元24，隔離單元24設(shè)置在兩個輸入端和合路匹配單元23之間，從doherty子電路輸出的信號在輸入端的隔離度會增大，在輸出端合路的時候就不容易發(fā)生反射。

為了在實現(xiàn)提高輸出功率的基礎(chǔ)上達到更好的降低合路功率損耗的目的，優(yōu)選的，參見圖5所示，合路電路包括doherty子電路11和doherty子電路12，相應(yīng)的，功率合成子電路2的輸入端的個數(shù)也是2，分別是輸入端211和輸入端212。

優(yōu)選的，為了電路結(jié)構(gòu)的簡單和實用，本實施例的doherty子電路采用的是雙路doherty子電路，該雙路doherty子電路，包括一條主功放電路和一條輔助功放電路。

參見圖5，在doherty子電路的個數(shù)為2的情況下，本實施例的合路匹配單元23包括了兩個λ/4微帶線，分別設(shè)置在輸入端211和輸出端22之間以及輸入端212和輸出端22之間。

參見圖6，是圖5的合路電路增加隔離單元后的電路結(jié)構(gòu)圖。優(yōu)選地，隔離單元24使用的是隔離電阻241，該隔離電阻241設(shè)置在兩個雙路doherty子電路的輸出端口之間，也可以理解為是設(shè)置在了功率合成子電路2的兩個輸入端211和212之間的，假設(shè)每個雙路doherty的主功放電路和輔助功放電路的功率比為α，雙路doherty子電路合路點阻抗為zb，則zb＝50/(1+α)，為了使得隔離電阻241達到更好的隔離效果，本實施例的隔離電阻241的阻抗為zd，滿足zd＝2zb＝100/(1+α)。

當(dāng)doherty子電路是兩個輸出參數(shù)相同的雙路doherty子電路，為了保證功率合成子電路的輸出端阻抗和標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆負(fù)載阻抗電路匹配，輸出端阻抗也應(yīng)該是50歐姆，所以在輸出端22合路的兩路電路的阻抗值應(yīng)該都是100歐姆，為了達到這個效果，doherty子電路11和12的合路點的阻抗值經(jīng)過λ/4微帶線的阻抗變換后，在輸出端變換為100歐姆，因此，λ/4微帶線的阻抗的平方等于與該λ/4微帶線連接的doherty子電路的合路點阻抗乘以100。

接下來結(jié)合圖6-8介紹雙路doherty子電路的主輔兩路電路的功率比在不同情況下，隔離電阻的阻抗和λ/4微帶線的阻抗的計算。

參見圖6，圖6中的雙路doherty子電路為雙路對稱doherty子電路，即主功放電路和輔助功放電路的功率比為1:1，圖6中的mainpa1(主功放1)與peakpa1(輔助功放1),構(gòu)成一路doherty功放，mainpa2(主功放2)與peakpa2(輔助功放2)構(gòu)成另外一路doherty功放，兩個雙路doherty子電路完全相同，輸出的信號功率也相同。此時，每個雙路doherty子電路的合路點的阻抗是zb＝50/(1+1)＝25歐姆，隔離電阻的阻抗zd＝2zb＝50歐姆，λ/4微帶線的阻抗值是50歐姆，雙路doherty子電路合路點的阻抗經(jīng)過λ/4微帶線的變換從25歐姆變成100歐姆，在輸出端經(jīng)過合路之后的阻抗值為50歐姆，滿足了后續(xù)電路的要求。

請參見圖7，圖7中的雙路doherty子電路是兩路功率比為1：1.5的非對稱doherty子電路，在該電路中，每個雙路doherty子電路合路點的阻抗值是zb＝50/2.5＝20歐姆，隔離電阻的阻抗zd＝2zb＝40歐姆，合路點的阻抗經(jīng)過合路點后接的44.7歐姆的λ/4微帶線的變換之后，完成了20歐姆到100歐姆的阻抗變換，此時輸出端的阻抗值為50歐姆。

請參見圖8，圖8中的雙路doherty子電路是兩路功率比為1：2的非對稱doherty子電路，在該電路中，雙路doherty子電路合路點的阻抗值是zb＝50/3＝16.7歐姆，隔離電阻的阻抗zd＝2zb＝33歐姆，合路點的阻抗經(jīng)過合路點后接的40.8歐姆的λ/4微帶線的變換之后，完成了33歐姆到100歐姆的阻抗變換，此時輸出端的阻抗值為50歐姆。

有益效果：本發(fā)明的降低doherty合路電路的功率合成損耗的電路包含了功率合成子電路和兩個輸出參數(shù)相同的doherty子電路，功率合成子電路中的 兩個輸入端和分別對應(yīng)連接了一個doherty子電路，將兩個doherty子電路的輸出功率合成一路，通過功率合成子電路的輸出端輸出，實現(xiàn)了功率合成的目的，在功率合成子電路中，連接在輸入端和輸出端之間的合路匹配單元能對doherty子電路的輸出電阻的阻抗進行阻抗變換，使得輸出端和后續(xù)電路達到阻抗匹配以實現(xiàn)最大功率輸出，合路匹配單元還可以實現(xiàn)doherty子電路的輸出信號的功率和相位調(diào)節(jié)作用，使得各個doherty子電路的輸出信號在輸出端合路之前匹配，達到功率和相位都相同的目的，使得信號在輸出端之間的反射降低，本發(fā)明的功率合成子電路替代了原有的阻抗匹配電路和合成電路兩個電路的作用，本發(fā)明在提高輸出功率的基礎(chǔ)上，減少了電子器件的插入，減少了合路電路的插入損耗，提高了電路的工作效率，節(jié)約了能量，還能減少電路的復(fù)雜度和所占pcb板的面積。

實施例二：

本實施例還提供了一種用于由實施例一的降低doherty合路電路的功率合成損耗的電路進行合路的方法，參見圖9，該方法包括：

s901：兩個輸出參數(shù)相同的doherty子電路將輸出信號傳輸?shù)焦β屎铣勺与娐分械膬蓚€輸入端，所述輸入端與所述doherty子電路是一一對應(yīng)連接的；

s902：輸入端將輸出信號傳輸?shù)脚c之連接的合路匹配單元；

s903：合路匹配單元分別對兩個doherty子電路的輸出阻抗進行阻抗變換，對兩個doherty子電路的輸出信號進行功率和相位的變換，使得到達兩個輸出端的兩個doherty子電路的信號的功率和相位分別相同；

s904：將經(jīng)過合路匹配單元變換后的兩路信號在輸出端合成一路信號輸出。

優(yōu)選的，在上述的s202之前還包括，使用位于兩個輸入端之間的隔離單元對兩個輸入端進行隔離。

本實施例的隔離單元可以是隔離電阻，隔離電阻的阻抗值的計算參考實施例一的計算公式。

優(yōu)選地，上述的輸出信號是doherty子電路將多路子信號合為一路信號輸出的信號。

在本實施例中，將連接在doherty子電路后端的，能將兩個doherty子電路合成一路輸出的電路稱為功率合成子電路，本實施例的上述的輸出端，輸入端和合路匹配單元以及隔離單元都屬于該功率合成子電路的一部分，具體的電路構(gòu)成可以參考實施例一的合路電路結(jié)構(gòu)。

有益效果：本發(fā)明的方法使用功率合成子電路將兩個doherty子電路的輸出功率合成一路，并利用合路匹配單元對doherty子電路的輸出阻抗進行阻抗變換，和對doherty子電路輸出信號的進行信號匹配，使得輸出端和后續(xù)電路達到阻抗匹配以實現(xiàn)最大功率輸出，使得輸出端的兩個doherty子電路的信號的功率和相位分別相同，在保證輸出功率的基礎(chǔ)上，減少了電子器件的插入，減少了合路電路的插入損耗，提高了電路的工作效率。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。