确定Doherty架构主功放补偿线电长度的方法与流程

确定doherty架构主功放补偿线电长度的方法
技术领域
1.本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种确定doherty架构主功放补偿线电长度的方法。


背景技术：

2.doherty架构是一种常用的功率放大器结构，其现有结构如图1所示，图1中，doherty功放由主功放和辅助功放的两路功放、功分器以及负载调制网络构成，其中两路功放偏置的工作状态不同，主功放偏置在a、b类，辅助功放偏置在c类。
3.在功放正常工作的过程中，需经历功率回退区，最后到达饱和区，在功率回退时与功率饱和时其阻抗不同，其原理如下，输入信号经过功分器，并按照功分比1：n，将功率分别输入主功放电路与辅助功放电路，当功率饱和时，设主功放输出阻抗为zm＝z0，功放的输入功分比为1：n，根据功率计算公式(1)：
4.p＝u2/r
ꢀꢀꢀ
(1)；
5.可知，两路功放的输出阻抗之比为n：1，辅助功放功率饱和时z
p
等于z0/n，合路点阻抗满足(2)：
[0006][0007]
当功放功率处于回退状态时，辅助功放不工作，只有主功放工作，此时合路点阻抗经过补偿线b进行阻抗变换，zm＝(z0)2/zq＝z
0*
(n+1)，在功率回退区，主功放负载阻抗由z
0*
(n+1)变换至z0，故仍需要额外添加一段补偿线a，改变主功放电路相位，使主功放的功放管在回退状态时其输出端阻抗与负载阻抗z0*(n+1)匹配，提高回退区效率，同时不改变饱和时输出阻抗与负载阻抗的匹配度。
[0008]
一般的，补偿线a的阻抗可根据作为阻抗变换线的补偿线b的阻抗来确定，若不改变饱和功率的阻抗匹配，补偿线a的阻抗应与补偿线b的相同，所以需要确定合适的补偿线a的电长度。
[0009]
然而在现有技术中，基于预设的信号峰均比确定功率回退点需求以及峰值功率比的过程需要经过一系列的公式计算，并在得到上述参数以后才能确定主功放的补偿线的具体电长度，这个过程非常复杂，不利于快速地获取电长度参数，以满足功放设计流程的要求。


技术实现要素：

[0010]
本发明实施例提供一种确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方法，旨在解决现有技术对于主功放补偿线电长度的确认过程需要大量计算、较为复杂的问题。
[0011]
第一方面，本发明实施例提供一种确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方
法，所述方法包括以下步骤：
[0012]
获取主功放的输出最佳阻抗值，所述主功放具有第一端口阻抗和第二端口阻抗；
[0013]
在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的仿真功放电路；
[0014]
获取所述仿真功放电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第一端口阻抗端口的s参数；
[0015]
将所述补偿线的电长度设为可调节状态；
[0016]
通过旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的所述第一端口阻抗的阻抗值变为与所述输出最佳阻抗值相同；
[0017]
确定所述中心频点的阻抗值为所述输出最佳阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
[0018]
更进一步地，所述第一端口阻抗为输出阻抗，所述第二端口阻抗为负载阻抗。
[0019]
更进一步地，所述电长度的初始长度为0mm。
[0020]
更进一步地，所述仿真环境基于ads。
[0021]
第二方面，本发明实施例还提供一种确定doherty架构中主功放补偿线电长度的系统，包括：
[0022]
阻抗数据获取模块，用于获取主功放的输出最佳阻抗值，所述主功放具有第一端口阻抗和第二端口阻抗；
[0023]
仿真模块，用于在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的仿真功放电路；
[0024]
史密斯圆获取模块，用于获取所述仿真功放电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第一端口阻抗的s参数；
[0025]
线长度初始模块，用于将所述补偿线的电长度设为可调节状态；
[0026]
阻抗调节模块，用于通过旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的所述第一端口阻抗的阻抗值变为与所述输出最佳阻抗值相同；
[0027]
电长度输出模块，用于确定所述中心频点的阻抗值为所述输出最佳阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
[0028]
第三方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中任意一项所述的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方法中的步骤。
[0029]
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任意一项所述的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方法中的步骤。
[0030]
本发明所达到的有益效果，由于根据doherty架构功放的工作原理来分析主功放的工作状态以及负载阻抗的变化过程，依据实际工作信号的回退需要，基于ads搭建辅助功放回退时的工作环境，并进一步采用史密斯圆进行图解求得补偿线的电长度，从而避免了复杂的计算过程，提高了功率放大器设计工作的效率。
附图说明
[0031]
图1是doherty架构现有结构示意图；
[0032]
图2是本发明实施例提供的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方法的步骤流程示意图；
[0033]
图3是本发明实施例设计的仿真功放电路的结构示意图；
[0034]
图4是本发明实施例提供的通过史密斯圆获取s参数的示意图；
[0035]
图5是本发明实施例通过史密斯圆获取最终电长度值的示意图；
[0036]
图6是本发明实施例提供的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的系统的结构示意图；
[0037]
图7是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0038]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0039]
请参照图2，图2是本发明实施例提供的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方法的步骤流程示意图，具体包括以下步骤：
[0040]
s101、获取主功放的输出最佳阻抗值，所述主功放具有第一端口阻抗和第二端口阻抗。
[0041]
更进一步地，所述第一端口阻抗为主功放的输出阻抗，所述第二端口阻抗为负载阻抗。
[0042]
具体的，所述最佳阻抗值可以根据实际需要确定，在实际的实施过程中，可以通过功放管的功率点扫描等方式来获取所述输出最佳阻抗值，这种方式可以通过负载牵引仿真平台loadpull实现。
[0043]
s102、在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的仿真功放电路。
[0044]
更进一步地，所述仿真环境基于ads。ads(advance design system)是一种常用的射频、微波和信号完整性和电源完整性设计平台，具体的，请参照图3，图3是本发明实施例设计的仿真功放电路的结构示意图，所述第一端口阻抗term1连接所述输出匹配电路，所述输出匹配电路连接所述补偿线，最终再由所述补偿线连接所述第二端口阻抗term2。
[0045]
s103、获取所述仿真功放电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第一端口阻抗的s参数。
[0046]
所述史密斯圆是一种高频电路之间的阻抗匹配时使用的图像，其被电阻线的横线分成上下两个半区，上半部分叫电感区，那里所有点的虚部值都为正；下半部分叫电容区，那里所有点的虚部值都为负。在本发明实施例中，所述史密斯圆通过ads软件构建的仿真数据得到，示例性的，请参照图4，图4是本发明实施例提供的通过史密斯圆获取s参数的示意图，此时，doherty架构中主功放的和辅助功放之间的公分比n取值为1.5，所述第一端口阻抗的阻抗值为50ω，所述仿真功放电路的工作频段为3.4ghz至3.6ghz，根据所述史密斯圆，所述第一端口阻抗的所述输出最佳阻抗值为(7.235+j*4.974)ω。
[0047]
s104、将所述补偿线的电长度设为可调节状态。
[0048]
更进一步地，所述电长度的初始长度为0mm。
[0049]
s105、通过旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的所述第一端口阻抗的阻抗值变为与所述输出最佳阻抗值相同。
[0050]
此步骤的目的在于，构建一种使主功放的功放管在回退状态时其输出端阻抗与负载阻抗匹配的电路负载状态。
[0051]
s106、确定所述中心频点的阻抗值为所述输出最佳阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
[0052]
示例性的，请参照图5，图5是本发明实施例通过史密斯圆获取最终电长度值的示意图，经过步骤s105对所述中心频点进行调节后，可以得到模拟电路具有补偿线时的各项参数，调节中心频点的位置，进而调整补偿线的长度，阻抗不断变换，当补偿线的长度l＝3.1mm时，即m1点，此时的对应的阻抗(7.211+j*0.467)ω与获取的所述输出最佳阻抗值(7.235+j*4.974)ω最接近，因此在图4的数值下，可以得到所述最终电长度值为3.1mm。
[0053]
本发明所达到的有益效果，由于根据doherty架构功放的工作原理来分析主功放的工作状态以及负载阻抗的变化过程，依据实际工作信号的回退需要，基于ads搭建辅助功放回退时的工作环境，并进一步采用史密斯圆进行图解求得补偿线的电长度，从而避免了复杂的计算过程，提高了功率放大器设计工作的效率。
[0054]
本发明实施例还提供一种doherty中辅助功放补偿线电长度的系统，请参照图6，图6是本发明实施例提供的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的系统的结构示意图，所述确定doherty架构中主功放补偿线电长度的系统200包括：
[0055]
阻抗数据获取模块201，用于获取主功放的输出最佳阻抗值，所述主功放具有第一端口阻抗和第二端口阻抗；
[0056]
仿真模块202，用于在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的仿真功放电路；
[0057]
史密斯圆获取模块203，用于获取所述仿真功放电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第一端口阻抗的s参数；
[0058]
线长度初始模块204，用于将所述补偿线的电长度设为可调节状态；
[0059]
阻抗调节模块205，用于通过旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的所述第一端口阻抗的阻抗值变为与所述输出最佳阻抗值相同；
[0060]
电长度输出模块206，用于确定所述中心频点的阻抗值为所述输出最佳阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
[0061]
所述确定doherty架构中主功放补偿线电长度的系统200能够实现如上述实施例中的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。
[0062]
本发明实施例还提供一种计算机设备，请参照图7，图7是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图，所述计算机设备300包括：存储器302、处理器301及存储在所述存储器302上并可在所述处理器301上运行的计算机程序。
[0063]
所述处理器301调用所述存储器302存储的计算机程序，执行本发明实施例提供的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方法中的步骤，请结合图2，具体包括：
[0064]
s101、获取主功放的输出最佳阻抗值，所述主功放具有第一端口阻抗和第二端口阻抗。
[0065]
更进一步地，所述第一端口阻抗为主功放的输出阻抗，所述第二端口阻抗为负载阻抗。
[0066]
s102、在仿真环境中搭建连接顺序依次为第一端口阻抗、输出匹配电路、补偿线、第二端口阻抗的仿真功放电路。
[0067]
更进一步地，所述仿真环境基于ads。
[0068]
s103、获取所述仿真功放电路的史密斯圆，并根据所述史密斯圆获取所述第一端口阻抗的s参数。
[0069]
s104、将所述补偿线的电长度设为可调节状态。
[0070]
更进一步地，所述电长度的初始长度为0mm。
[0071]
s105、通过旋转所述史密斯圆的中心频点，使所述中心频点对应的所述第一端口阻抗的阻抗值变为与所述输出最佳阻抗值相同。
[0072]
s106、确定所述中心频点的阻抗值为所述输出最佳阻抗值时的所述电长度的数值大小，将其作为最终电长度值并输出。
[0073]
本发明实施例提供的计算机设备300能够实现如上述实施例中的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。
[0074]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的确定doherty架构中主功放补偿线电长度的方法中的各个过程及步骤，且能实现相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0075]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存取存储器(random access memory，简称ram)等。
[0076]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0077]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0078]
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，所揭露的仅为本发明较佳实施例而
已，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式用等同变化，均属于本发明的保护之内。