1.一种并发双频高效率Doherty功率放大器,其特征在于,包括双频等分功分器、相位补偿线、载波功率放大电路、峰值功率放大电路、双频偏置网络、负载调制网络和后匹配网络,其中,所述双频等分功分器用于将射频输入功率进行分配,分别输出至载波功率放大电路以及通过相位补偿线进行相位补偿后输出至峰值功率放大电路,载波功率放大电路的输出端与负载调制网络相连接,峰值放大电路的输出端与所述负载调制网络和后匹配网络相连接,经后匹配网络将功率输出至负载端;
所述载波功率放大电路包括依次串接的载波功放双频输入匹配网络、载波功率放大器、载波功放双频输出匹配网络,所述载波功放双频输出匹配网络与负载调制网络输入端相连接;所述峰值功率放大电路包括依次串接的峰值功放双频输入匹配网络、峰值功率放大器、峰值功放双频输出匹配网络,所述峰值功放双频输出匹配网络与负载调制网络的输出端相连接至后匹配网络的输入端;
所述双频等分 功分器为等功分式,包括上下两路对称的串联连接的微带线TL1、TL2与TL1'、TL2'和两段并联开路枝节微带线TL3,TL3',两并联开路枝节微带线TL3与TL3'之间通过电阻R1相连接;其中,微带线TL1的一端与微带线TL1'的一端相连接,微带线TL1的另一端与微带线TL2的一端相连接,微带线TL2的另一端与微带线TL3的一端、电阻R1的一端相连接;微带线TL1'的另一端与微带线TL2'的一端相连接,微带线TL2'的另一端与微带线TL3'的一端和电阻R1的另一端相连接;微带线TL3的另一端和微带线TL3'的另一端均开路;
所述载波功率放大电路和峰值功率放大电路的双频输入匹配网络与双频输出匹配网络均由三段串联微带线TL4、TL5、TL6依次连接构成;其中,三节微带线TL4、TL5、TL6依次串接,其参数通过以下步骤计算得到:选取的两个工作频率f1与f2,且f2=mf1,m>1,将晶体管源牵引或负载牵引得到的两个不同复阻抗匹配到同一阻抗Z0,实现双频的阻抗变换;
记两频率f1与f2处对应的负载阻抗分别为ZL|f1=R1+j*X1,ZL|f2=R2+j*X2,三节微带线串接双频阻抗匹配首先通过微带线TL6将两负载阻抗转换成一对共轭复阻抗,再通过微带线TL4、TL5完成两频段上共轭复阻抗到实阻抗Z0的匹配;通过传输线理论,向微带线TL6看入的阻抗记为ZL6,则有:其中β1、β2分别为频率f1与f2处的传播常数;ZL6在两个频段为共轭复阻抗有ZL6|f1=(ZL6*|f2) ,通过计算得到微带线TL6的特性阻抗和长度为:
n为任意正整数;同时,记经过微带线TL6变换后得到的共轭复阻抗分别为:ZL6|f1=RL6+j*XL6 (10)
ZL6|f2=RL6‑j*XL6 (11)
再从左向微带线TL4、TL5看入,对应的输入阻抗分别为Zin,ZL5,根据传输线理论有:记所需要匹配到的目标实阻抗为Z0,则有Zin=Z0,得到微带线TL4、TL5的长度:定义a=tan(β1l),通过式(10)和(11)消除Z2来获得关于Z1的方程式:其中
从而进一步解得:
其中
2
Λ=c‑3bd+12e (24)
3 2 2
Θ=2c‑9bcd+27d+27be‑72ce (25)
从而解得微带线TL5的特性阻抗Z5。
2.根据权利要求1所述的一种并发双频高效率Doherty功率放大器,其特征在于,所述载波功率放大电路和峰值功率放大电路的输出匹配网络采用LC双谐振网络,以在双频带之间产生谐振,从而产生传输零点,增加整体电路的隔离度。
3.根据权利要求1所述的一种并发双频高效率Doherty功率放大器,其特征在于,所述双频偏置网络采用的是等效为双频四分之一波长的T型微带线结构,一方面给晶体管提供偏置电压,另一方面阻断射频信号往偏置电源方向的传输。
4.根据权利要求1所述的一种并发双频高效率Doherty功率放大器,其特征在于,所述载波功率放大器和峰值功率放大器采用的是GaN HEMT CGH40010F,所述载波功率放大器和峰值功率放大器设有偏置电路,且载波功率放大器为AB类功率放大器,峰值功率放大器为C类功率放大器。
5.根据权利要求1所述的一种并发双频高效率Doherty功率放大器,其特征在于,所述相位补偿线用于调节负载调制网络所带来上下两路功率放大电路的相位差以保持一致。