1.一种双频大回退Doherty功率放大器,其特征在于,包括非对称功分器、载波功率放大模块、峰值功率放大模块、双频阻抗逆变器、双频移相器、合路输出匹配网络;
所述非对称功分器的输入端与射频信号输出端连接,分为两路输出分别连接载波回路和峰值回路;
载波回路至少包括载波功率放大模块和双频阻抗逆变器,所述载波功率放大器模块包括载波功放相位补偿线、载波输入匹配/偏置网络、载波功率放大器和载波输出匹配/偏置网络;
峰值回路至少包括峰值功率放大器模块和双频移相器,所述峰值功率放大器模块包括、峰值输入匹配/偏置网络、峰值功率放大器和峰值输出匹配/偏置网络;
所述载波回路和峰值回路合路输出,经合路输出匹配网络与负载相连接,所述合路输出匹配网络采用三节阶跃式阻抗匹配微带线;
所述双频移相器采用复合左右手传输线结构。
2.根据权利要求1所述的双频大回退Doherty功率放大器,其特征在于,功分器为非对称Wilkinson功分器,由微带线TL1~TL9,弧形微带线Curve1~Curve4和电阻R1组成,其中,微带线TL1的一端作为输入端口,另一端于微带线TL2和TL3的一端相连接;微带线TL2、弧形微带线Curve1、微带线TL4、弧形微带线Curve3、微带线TL6依次串联构成功分器的一路,微带线TL3、弧形微带线Curve2、微带线TL5、弧形微带线Curve4、微带线TL7依次串联构成功分器的另一路;微带线TL6和微带线TL7之间串联电阻R1以平衡电流和增加隔离度,微带线TL6的一端与微带线TL8的一端和电阻R1的一端相连接,微带线TL7的一端与微带线TL9的一端和电阻R1的另一端相连接,微带线TL8和微带线TL9的另一端分别作为输出端口。
3.根据权利要求1所述的双频大回退Doherty功率放大器,其特征在于,非对称功率分配器的工作频段为0.6~2.8GHz;公分比为1:2。
4.根据权利要求1所述的双频大回退Doherty功率放大器,其特征在于,载波输入/输出匹配网络和峰值输入/输出采用T型结构和阶跃微带线串联的结构进行双频阻抗匹配,并拓展两个工作频段的带宽。
5.根据权利要求1所述的双频大回退Doherty功率放大器,其特征在于,载波功率放大模块输出匹配至3Ropt,峰值功率放大模块输出匹配至Ropt;其中,Ropt为载波放大器和峰值放大器工作于B类偏置条件下的最佳负载电阻值。
6.根据权利要求1所述的双频大回退Doherty功率放大器,其特征在于,双频阻抗逆变器采用多节串联的阶跃微带线构成,以利用微带线在频率上的倍频重复性,其中,两个工作频段为0.7~0.8GHz以及2.6~2.8GHz,倍频程为3.6。
7.根据权利要求1所述的双频大回退Doherty功率放大器,其特征在于,双频移相器采用左右手复合线结构构造;该左右手复合线结构由微带线TL10、电容C1、C2、C3、微带线TL13依次串联组成,在电容C1和电容C2的连接处,电容C2和电容C3的连接处分别并联短路支节微带线TL11、TL12;
根据理想平衡条件下的左右手传输线的简化等效电路模型可得,左右手复合线的传播常数和特性阻抗分别为:其中,βR和βL分别为单独右手线和单独左手线的传播常数;L'R、C'R、L'L、C'L分别为单位长度的分布电感、电容;ω为工作频率点;若要是使用复合左右手传输线构造移相器,则需要满足:CRLH
β (ω=ω1)=β1 (4)
其中,Zt为峰值输出匹配的最佳阻抗值Ropt;ω1为第一个工作频点;β1为第一个工作频点所对应的相移;
将满足条件的公式与最佳阻抗值构成了三个独立、却包含四个变量的方程,因此拥有一个自由度,使其有可能满足第二个工作频点的相移要求,则左右手符合传输线的参数:其中,ω1、ω2为工作的两个频点,β1、β2分别为两个工作频点所需要的相移;使用LC梯形网络构造复合左右手传输线,实际左右手传输线的参数:其中,N为LC梯形结构单元的个数,φ1、φ2为N个结构单元的总相移。
8.根据权利要求1所述的基于左右手复合传输线结构的双频大回退Doherty功率放大器,其特征在于,合路输出匹配网络,采用多节串联的阶跃微带线构成。
9.基于左右手复合传输线结构的双频大回退Doherty功率放大器的设计方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤S1:对所使用的功率放大器根据要求的频率进行Load pull得到需要的最佳功率和最佳效率点的阻抗;
步骤S2:对最佳的阻抗值进行相应的双频输出匹配电路设计;
步骤S3:设计双频阻抗逆变器,
步骤S4:设计输入匹配电路;
步骤S5:设计偏置电路;
步骤S6:设计非对称功分器;
步骤S7:设计双频移相器,具体步骤如下:
根据要求的双频频段得到两个中心频点ω1、ω2;并且测试之前步骤中所构造的Doherty电路中,峰值功率放大器支路中两个频点的S参数,并计算出将峰值功放的S参数在两个工作频段输出匹配值至开路点附近所需要的相移φ1、φ2;根据电路参数要求分析得到所需的LC结构单元个数N,确认阻抗Zt=Ropt=50Ω;利用下式将上述分析所得的参数转换为实际左右手传输线的电感电容元件参数;考虑实际电路,利用微带线等效左右手线参数,并将所得结构用于构造双频移相器;
步骤S8:设计相位补偿线电路;
步骤S9:设计后匹配电路;
步骤S10:搭建整体电路,并对整体电路进行优化。