专利名称：用于cdma基站系统功率放大器的末级二路放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于基站功率放大器技术领域，具体涉及一种用于CDMA基站系统中的85W高 效率、多载波功率放大器的末级二路放大器。
背景技术：
射频功率放大器是C函A基站系统的关键部件。目前用于CDMA基站系统的功率放大器正 向高功率、高效率、高线性和低成本方向发展。对高效率功放而言效率是永恒的主题，即使 采用了 Doherty高效率技术，在通常条件下功放的效率也只能达到30%左右，要继续往上提 高功放效率，如效率达到40%,除了采用高效率技术外，在末级功率放大管的选型、末级放 大管的匹配电路设计以及Doherty合路设计上需要有突破。同时如何充分利用放大管的性能， 尽量将放大管的性能用到最佳这样也是值得研究的一项课题。
另一方面高效率、高功率、多载波功率放大器的成本，也是功率放大器设计过程中必须 考虑的一个重要因素，如何利用低成本的放大管设计高性能、高可靠性的放大器也是功率放 大器设计的一个难点。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高效率、成本低的用于CDMA基站系统功率放大器的末级
二路放大器。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是用于CDMA基站系统功率放大器的末级二 路放大器，其特征是它包括3dB耦合器、吸收负载、第一微带线、第二微带线、第一末级放 大器、第二末级放大器、第三微带线、第四微带线、第五微带线；3dB耦合器的输入端接驱 动级放大电路的输出端，3dB耦合器的隔离端接吸收负载，3dB耦合器的0。输出端接第一微 带线的输入端，第一微带线的输出端接第一末级放大器的输入端，3dB耦合器的-9(T输出端 接第二微带线的输入端，第二微带线的输出端接第二末级放大器的输入端，第二末级放大器 的输出接第四微带线的输入端；第一末级放大器的输出端接第三微带线的输入端，第三微带 线的输出端与第四微带线的输出端相连后接第五微带线的输入端，第五微带线的输出端接输 出隔离器的输入端。
本实用新型为了满足高效率采用了 Doherty合路技术(且选用了合理的放大管、对匹配 电路进行了合理的设计)，使得末级二路放大器的工作效率达到45%;该末级二路放大器用在 85W高效率、多载波功率放大器上可使得整机效率可达到40%以上。由于末级放大电路采用二 路末级放大器进行平衡合路，选择的放大管是成本低廉的塑封管，因此对功放而言整机实现 成本相对低廉。在功放输出平均功率85W (4载波波)的情况下，通过配合外加的DPD (数字 预失真)补偿电路，功放的整机线性性能为750KHZ 〈 -60dBc， 1. 98MHZ 〈 -65dBc，且4MHZ、 6.4MHZ、 16MHZ处的杂散〈-36dBm，功放的整机效率大于40%。并且已经通过高低温实验和可靠性实验，功放电路工作可靠、稳定。可应用于CDMA基站功放900MHz及以下频段输出功率 为85W的功放末级放大电路。
本实用新型的有益果是既满足了高效率的要求(整机工作效率高达40%以上)，又能 做到成本较低；同时又能保证功放工作可靠、稳定。
图1是本实用新型的电路原理框图2是本实用新型应用的电路原理框图中1-温补衰减器，2-第一级放大器，3-3dBII型衰减器，4-第二级放大器，5-第三级 放大器，6-5.6V转5V电路、温度传感器电路，7-3dB耦合器，8-吸收负载，9-第一微带线， 10-第二微带线，11-第一末级放大器，12-第二末级放大器，13-第三微带线，14-第四微带线 15-第五微带线，16-输出隔离器；Pl为输入射频连接器，P2为输出射频连接器，P3为前向 输出功率耦合口， P4反向功率耦合输出口； Dl-温度上报、功放使能接口， D2-30V、 5.6V供 电接口。
具体实施方式
如图1所示，用于CDMA基站系统功率放大器的末级二路放大器，它包括3dB耦合器7、 吸收负载8、第一微带线9、第二微带线IO、第一末级放大器ll、第二末级放大器12、第三 微带线13、第四微带线14、第五微带线15; 3dB耦合器7的输入端接驱动级放大电路的输出 端(输出信号)，3dB耦合器7的隔离端接吸收负载8， 3dB耦合器7的0。输出端接第一微带 线9的输入端，第一微带线9的输出端接第一末级放大器11的输入端，3dB耦合器7的-90 °输出端接第二微带线10的输入端，第二微带线10的输出端接第二末级放大器12的输入端， 第二末级放大器12的输出接第四微带线14的输入端；第一末级放大器11的输出端接第三微 带线13的输入端，第三微带线13的输出端与第四微带线14的输出端相连后接第五微带线 15的输入端，第五微带线15的输出端接输出隔离器的输入端。
3dB耦合器7选用通用类的(0° 、 -90° ) 3dB耦合器，吸收负载8选用50 Q电阻。 第一末级放大器11、第二末级放大器12均是Freescale公司的MRFE6S9125NR1或 MRFE6S9125NBR1。
第一微带线9、第二微带线10、第三微带线13、第四微带线14的长度满足第一微带 线9的相位时延+第三微带线13的相位时延+90° =第二微带线10的相位时延+第四微带线 14的相位时延，第三微带线13的长度在半波长到四分之一波长之间，具体长度根据第一末 级放大器的输出阻抗而定。
第一微带线9、第二微带线10、第三微带线13、第四微带线14的宽度相同，具体尺寸 根据PCB板材和放大器工作频段而定；第一微带线9、第二微带线IO、第三微带线13、第四 微带线14的阻抗都是50欧姆。
第五微带线15满足在本末级二路放大器工作频段的阻抗为35欧姆，其实现方式有两种 一种是通过仿真直接得出一定宽度和长度的微带线，另一种为在普通50欧姆微带线上加匹配 电容进行调节使其在工作频段的阻抗为35欧姆。本实用新型的工作方式是输入到该电路的射频信号经过3dB耦合器7将射频信号分成 两路功率相等的信号，每一路信号功率为末级输入信号功率的1/2， 一路信号经过第一微带 线后输入到第一末级放大器，另一路信号经过第二微带线后输入到第二末级放大器。第一、 二、三、四微带线的作用主要是进行对被放大的两路信号进行相位延时；其最终目的是输入 到末级的信号经过两路末级放大器分别进行放大后相位相等。第一末级放大器的输出信号经 过第三微带线进行相位延时后和第二末级放大器的输出信号进行合路。第一末级放大器11和 第二末级放大器12构成一个Doherty合路的主要特点是第一末级放大器为载波放大器其工作 在AB类，第二末级放大器为峰值放大器其工作在C类。当输入小信号时只有载波放大器工作， 输入大信号时载波放大器和峰值放大器同时工作。由于峰值放大器只是间断性工作，因此合 路后的效率就提升起来了。同时末级选用的MRFE6S9125NR1放大管由于通过合理的匹配设计 将该两个功放管的合路后的ldB压縮点和饱和功率点调到了最佳。使得该两个放大管在输出 85W平均功率条件下既满足线性要求，又能有很高的效率。
本实用新型可广泛应用于CDMA基站系统85W高效率、多载波功率放大器上，下面举1个 应用于CDMA2000基站系统85W高效率、多载波功率放大器上的实例。
应用实例为CDMA2000基站用4载波、输出功率85W、工作频段869 894MHz的高效 率功放，原理框图见图2。
该放大器包括输入射频连接器P1，驱动级放大电路，末级二路放大器，5.6V转5V电 路、温度传感器电路6，输出隔离器16，输出射频接连接器P2，温度上报、功放使能接口 Dl， 30V、 5.6V供电接口D2。其中驱动级放大电路包括温补衰减器l，第一级放大器2， 3dBn 型衰减器3，第二级放大器4，第三级放大器5;输入射频连接器Pl连接温补衰减器1的输 入端，温补衰减器1的输出端连接第一级放大器2的输入端，第一级放大器2的输出端连接 3dBn型衰减器3的输入端，3dBn型衰减器3的输出端连接第二级放大器4的输入端，第二 级放大器4的输出端连接第三级放大器5的输入端，第三级放大器5的输出端连接末级两路 放大器中3dB耦合器7的输入端。
末级两路放大器中的第五微带线15的输出端接输出隔离器16的输入端，输出隔离器16 的输出端接输出射频连接器P2。输出功率通过前向耦合电路耦合一部分到前向功率耦合输出 口P3，输出隔离器的反射端口接反向功率耦合输出口 P4。输入到功放的30V电源通过30V、 5. 6V供电接口 D2连接到功放，5. 6V转换电路将输入5. 6V电压转换成5V电压给驱动级放大 电路和末级二路放大器供电，功放使能信号通过控制5. 6V转5V电压转换器来控制5V电压的 输出，当使能信号为高电平时没有5V输出，当使能信号为低电平或悬空时正常输出5V，温 度传感器通过nc接口将温度值上报到系统。
其中温补衰减器1选用的是韩国Yokohama Denshi Seiko. CoLtd公司的PXV1220S-4dBN2， 第一级放大器2的放大管选用的是RFMD公司的RF3315，第二级放大器4的放大管选用的是 RFMD公司的RF3315，第三级放大器5的放大管选用的是Freescale公司的MRFE6S9060NR1 ， 第一末级放大器11、第二末级放大器12所选用的放大管相同都是Freescale公司的 MRFE6S9125NR1或MRFE6S9125NBR1; 3dB耦合器选用的是ANAREN公司的XC0900E-3S;输出功率耦合电路采用的是微带线耦合，输出隔离器16选用的是上海达信公司的M86994A30RBZW。
权利要求1.用于CDMA基站系统功率放大器的末级二路放大器，其特征是它包括3dB耦合器(7)、吸收负载(8)、第一微带线(9)、第二微带线(10)、第一末级放大器(11)、第二末级放大器(12)、第三微带线(13)、第四微带线(14)、第五微带线(15)；3dB耦合器(7)的输入端接驱动级放大电路的输出端，3dB耦合器(7)的隔离端接吸收负载(8)，3dB耦合器(7)的0°输出端接第一微带线(9)的输入端，第一微带线(9)的输出端接第一末级放大器(11)的输入端，3dB耦合器(7)的-90°输出端接第二微带线(10)的输入端，第二微带线(10)的输出端接第二末级放大器(12)的输入端，第二末级放大器(12)的输出接第四微带线(14)的输入端；第一末级放大器(11)的输出端接第三微带线(13)的输入端，第三微带线(13)的输出端与第四微带线(14)的输出端相连后接第五微带线(15)的输入端，第五微带线(15)的输出端接输出隔离器的输入端。
2. 根据权利要求1所述的用于CDMA基站系统功率放大器的末级二路放大器，其特征是 3dB耦合器(7)选用通用类的(0° 、 -90° ) 3dB耦合器，吸收负载(8)选用50Q电阻。
3. 根据权利要求1所述的用于CDMA基站系统功率放大器的末级二路放大器，其特征是 第一末级放大器(11)、第二末级放大器(12)均是Freescale公司的服FE6S9125NR1或 MRFE6S9125NBR1。
4. 根据权利要求1所述的用于CDMA基站系统功率放大器的末级二路放大器，其特征是 第一微带线(9)的相位时延+第三微带线(13)的相位时延+90° =第二微带线(10)的相 位时延+第四微带线(14)的相位时延，第三微带线(13)的长度在半波长到四分之一波长之间。
5. 根据权利要求1所述的用于CDMA基站系统功率放大器的末级二路放大器，其特征是: 第一微带线(9)、第二微带线(10)、第三微带线(13)、第四微带线(14)的宽度相同，第 一微带线(9)、第二微带线(10)、第三微带线(13)、第四微带线(14)的阻抗都是50欧姆， 第五微带线(15)的阻抗为35Q。
专利摘要本实用新型涉及一种用于基站系统功率放大器的末级放大器。用于CDMA基站系统功率放大器的末级二路放大器，其特征是它包括3dB耦合器、吸收负载、第一微带线、第二微带线、第一末级放大器、第二末级放大器、第三微带线、第四微带线、第五微带线；3dB耦合器的0°输出端接第一微带线的输入端，第一微带线的输出端接第一末级放大器的输入端，3dB耦合器的-90°输出端接第二微带线的输入端，第二微带线的输出端接第二末级放大器的输入端，第二末级放大器的输出接第四微带线的输入端；第一术级放大器的输出端接第三微带线的输入端，第三微带线的输出端与第四微带线的输出端相连后接第五微带线的输入端。本实用新型既满足了高效率的要求，又能做到成本较低；同时又能保证功放工作可靠、稳定。
文档编号H03F3/189GK201398179SQ20092008463
公开日2010年2月3日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者孟庆南 申请人:武汉正维电子技术有限公司