高功率输入时将第二 负载调制阻抗2Zit匹配至所述第一功率管巧在饱和输出时的最佳负载阻抗。
[0034] 所述辅助功放支路包括第二功率管巧、双向匹配电路，双向匹配电路连接在第二 功率管巧输出端和负载预匹配电路之间。所述双向匹配电路用于在低功率输入将第二功率 管巧的输出负载匹配至一个高阻态负载阻抗，该高阻态负载阻抗可避免主功放支路的功率 泄露到辅助功放支路。所述双向匹配电路还用于在高功率输入时将第二负载调制阻抗2Zit 匹配至第二功率管巧在饱和输出时的最佳负载阻抗。
[0035] 上述第一功率管巧工作于B类或者A-B类，第二功率管巧工作在C类。第一功率 管巧先于第二功率管巧导通。在功率输入较小时，第二功率管巧处于截止状态，第一功率管 巧开启。随着输入功率的不断增加，第二功率管巧也开启，最终第一功率管巧和第二功率管 巧同时达到饱和状态。
[0036] 应当注意的是，本发明各实施例中所提到的低功率是指使第一功率管巧处于功率 回退状态且第二功率管巧处于截止状态时的功率大小，高功率是指使第一功率管巧和第二 功率管巧均处于饱和输出状态时的功率大小。两功率大小根据第一功率管巧和第二功率管 巧的具体性能参数确定。
[0037] 由于本实施例去掉了阻抗补偿线和四分之一波长线，而阻抗补偿线和四分之一波 长线是限制功率放大器带宽的主要因素，所W本实施例去掉了该影响因素，使功率放大器 的带宽不再受阻抗补偿线和四分之一波长线的影响，可W适当的拓宽工作带宽。
[003引从图2与图1的对比来看，本实施例采用两点匹配电路代替了传统功率放大器中 的第一输出匹配电路、第一阻抗补偿线和第二四分之一波长线，采用双向匹配电路替代了 传统功率放大器中的第二输出匹配电路、第二阻抗补偿线。在电路结构简化的前提下，依旧 可W实现相应负载阻抗的匹配工作，并消除了限制带宽的影响因素。
[0039] 下面对两点匹配电路、双向匹配电路的匹配和实现最佳性能的条件的推导进行大 致介绍，应当可W理解W下介绍仅作为一种实现方式，对本实施例的保护范围不起限制作 用。
[0040] 设定第一功率管巧在功率回退时，其输出端的最佳负载阻抗为Zm,Dpt,c=Mi+j*Ni， 该最佳负载阻抗可令第一功率管巧在功率回退时达到最佳的效率。第一功率管巧在饱和输 出时，其输出端的最佳负载阻抗为Z",wt,p=M2+j*N2,该最佳负载阻抗，可令第一功率管巧在 饱和状态时达到最大的功率输出。设定第二功率管巧在低功率输入时其输出端的负载阻抗 为ZA,wt,D=Rd+化。第二功率管巧在饱和输出时，其输出端的最佳负载阻抗为Zp,wt,p，该最 佳负载阻抗可令第二功率管巧在功率饱和时达到最大的功率输出。其中所谓的输出端是指 相应功率管巧的漏极或集电极，在图2中，第一功率管巧的输出端为A点，第二功率管巧的 输出端为B点。
[0041] 在低功率输入时，两点匹配电路将第一负载调制电阻ZiT匹配至ZM,wt,e，W实现第 一功率管巧在功率回退时达到最佳的功率回退效率。在高功率输入时，两点匹配电路将第 二负载调制阻抗2Zit匹配至ZP,wt,P，W实现第一功率管巧获得最大的输出功率。当第一功 率管巧由功率回退状态达到饱和输出状态时，其输出端的负载阻抗由最佳负载阻抗Z",wt,e 转换为最佳负载阻抗Zp,wt,p，使第一功率管巧由功率回退时的最佳状态切换到饱和输出时 的最佳工作状态。设定两点匹配电路的ABCD矩阵为
【主权项】
1. 一种负载调制功率放大器，其特征在于；包括依次串联连接的功率分配电路、功放 电路、负载预匹配电路和负载电阻咕。;其中所述负载预匹配电路用于将RW转换为调制阻 抗，在低功率输入时负载调制效应将所述调制阻抗调制为ZiT，在高功率输入时负载调制效 应将所述调制阻抗调制为2Zit，其中ZiT=R^+j而。
2. 根据权利要求1所述的负载调制功率放大器，其特征在于：功放电路包括并联连接 的主功放支路和辅助功放支路； 所述主功放支路包括第一功率管巧及连接在第一功率管巧输出端和负载预匹配电路 之间的两点匹配电路；所述两点匹配电路用于在低功率输入时将ZiT匹配至第一功率管巧 在功率回退时的最佳负载阻抗，在高功率输入时将2Zit匹配至所述第一功率管巧在饱和输 出时的最佳负载阻抗； 所述辅助功放支路包括第二功率管巧及连接在第二功率管巧输出端和负载预匹配电 路之间的双向匹配电路；所述双向匹配电路用于在低功率输入时将第二功率管巧的输出负 载匹配至一个避免主功放支路的功率泄露到辅助功放支路的高阻态负载阻抗，在高功率输 入时将2Zit匹配至第二功率管巧在饱和输出时的最佳负载阻抗。
3. 根据权利要求2所述的负载调制功率放大器，其特征在于：所述主功放支路还包括 与第一功率管巧的输入端连接的第一输入匹配网络，所述第一输入匹配网络用于将源阻抗 匹配到第一功率管巧所需要的最佳源阻抗； 所述辅助功放支路还包括与第二功率管巧的输入端连接的第二输入匹配网络，所述第 二输入匹配网络用于将源阻抗匹配到第二功率管巧所需要的最佳源阻抗。
4. 根据权利要求3所述的负载调制功率放大器，其特征在于：所述主功放支路还包括 连接在功率分配电路和第一输入匹配网络之间的第一相位补偿线，所述辅助功放支路还包 括连接在功率分配电路和第二输入匹配网络之间的第二相位补偿线，第一相位补偿线、第 二相位补偿线分别用于对主功放支路、辅助功放支路上功率相位进行调整，使两支路输出 端的功率相位相同。
5. 根据权利要求2所述的负载调制功率放大器，其特征在于；第一功率管巧工作在B 类或A-B类状态，第二功率管巧工作在C类状态。
6. 根据权利要求2所述的负载调制功率放大器，其特征在于：功率分配电路分配至主 功放支路和辅助功放支路的功率比为1 ;1。
7. 根据权利要求2所述的负载调制功率放大器，其特征在于：所述主功放支路和辅助 功放支路的输出电流大小相同，相位一致。
8. 根据权利要求1所述的负载调制功率放大器，其特征在于；所述负载电阻RW为50 欧姆。
【专利摘要】本发明公开一种负载调制功率放大器，主要针对现有技术中功率放大器实现最佳性能的条件较苛刻的问题。该负载调制功率放大器包括依次串联连接的功率分配电路、功放电路、负载预匹配电路和负载电阻RL0；其中所述负载预匹配电路用于将RL0转换成调制阻抗，在低功率输入时负载调制效应将调制阻抗转换为Z1T，在高功率输入时负载调制效应将调制阻抗转换为2Z1T，其中Z1T＝RL+jXL。本发明通过负载预匹配电路在负载调制阻抗中引入了虚部XL，使得在计算使功率放大器达到最佳性能的条件时加入了含有RL以及XL的自由变量，从而弱化了负载调制功率放大器实现最佳性能的条件。
【IPC分类】H03F3-20
【公开号】CN104716913
【申请号】CN201510160857
【发明人】彭亚涛, 付军, 王玉东, 崔杰, 崔文普
【申请人】清华大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年4月7日