[0045] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0046] 如图1所示，高效率高回退的Doherty功率放大器，包括功分器1、载波功率放大电路2、峰值功率放大电路3、负载调制网络4和输出电阻5。功分器1采用不等分功分器1。功分器1用于将输入信号进行分成功率比为1:2的两个信号后分别输出给载波功率放大电路2、峰值功率放大电路3。
[0047] 载波功率放大电路2包括载波输入匹配网络2‑1、载波放大器2‑2和载波输出匹配网络2‑3。载波放大器2‑2采用氮化镓晶体管。载波输入匹配网络2‑1的输入端接功分器1的第一输出端，输出端接载波放大器2‑2的输入端(栅极)。载波放大器2‑2的源极接地，输出端(漏极)接载波输出匹配网络2‑3的输入端。
[0048] 峰值功率放大电路3包括峰值输入匹配网络3‑1、峰值放大器3‑2、峰值输出匹配网络3‑3和相位补偿线3‑4。峰值放大器3‑2均采用氮化镓晶体管。相位补偿线3‑4的一端接功分器1的第二输出端，另一端接峰值输入匹配网络3‑1的输入端。峰值输入匹配网络3‑1的输出端接峰值放大器3‑2的输入端(栅极)。峰值放大器3‑2的源极接地，输出端(漏极)接峰值输出匹配网络3‑3的输入端。
[0049] 负载调制网络4包括第一微带线T1、第二微带线T2和第三微带线T3。第一微带线T1的一端接载波输出匹配网络2‑3的负载端，另一端接第二微带线T2及第三微带线T3的一端。第三微带线T3的另一端接地。第二微带线T2的另一端与峰值输出匹配网络3‑3的负载端相连，并接输出电阻5的一端。输出电阻5的另一端即为本发明的放大输出端。
[0050] 第一微带线T1的电长度θ1′、第二微带线T2的电长度θ2′、第三微带线T3的电长度θ3′依次取特征二维数组的一组元素内的三个元素。
[0051] 第一微带线T1的特征阻抗Zc1、第二微带线T2的特征阻抗Zc2、第三微带线T3的特征阻抗Zc3同时满足以下六条表达式：
[0052]
[0053] Z3＝jZC3tanθ3
[0054]
[0055]
[0056] jXL,m＝jZc3tanθ3
[0057] jXL,p＝jZc2tanθ2
[0058] 其中，j为虚数符号；ZH为第二微带线T2远离第一微带线T1那端的输出阻抗值，取值为50Ω。ZC为第一微带线T1远离第二微带线T2那端的输出阻抗值，取值为150Ω。Cout,m为载波放大器2‑2的输出端寄生电容值；w＝2πf；f为需要使用该
Doherty功率放大器放大的信号的中心频率，取值为2GHz； Cout,p为峰值放
大器3‑2的输出端寄生电容值。Z1、Z2、Z3分别为第一微带线T1远离载波功率放大电路2那端的阻抗值、第二微带线T2远离输出电阻5那端的阻抗值、第三微带线T3不接地那端的阻抗值，均为中间变量(求解中可以约去)。θ1、θ2、θ3均为待求解。
[0059] 联立以上六条表达式，在Zc1、Zc2、Zc3确定且的情况下，θ1、θ2、θ3无解或仅有一组解。若Zc1、Zc2、Zc3均为50～150Ω中的一个整数值，且θ1、θ2、θ3有解，则解出的θ1、θ2、θ3依次为特征二维数组一组元素内的三个元素。
[0060] 将Zc1、Zc2、Zc3分别依次取为50～150Ω中所有整数值，分别求出对应的θ1、θ2、θ3。即可得到特征二维数组。
[0061] 此时，第三微带线T3等效于一个能够抑制载波放大器2‑2的输出端寄生电容的电感；第二微带线T2等效于一个能够抑制峰值放大器3‑2的输出端寄生电容的电感，由于微带线不是集总元件，故不会限制功率放大器的带宽。
[0062] 相位补偿线3‑4的电长度在ADS软件中调节得到，使得第二微带线T2远离输出电阻5那端与峰值输出匹配网络3‑3负载端的相位差为零。
[0063] 第一微带线T1的电长度θ1′、第二微带线T2的电长度θ2′、第三微带线T3的电长度θ3′按以下两种实施方式进行取值：
[0064] 图2中，点划线为本发明效率随输入电压的变化曲线，实线为传统Doherty功率放大器效率随输入电压的变化曲线。从图2中可以看出，传统Doherty功率放大器在输入电压达到最大电压的二分之一时才能达到了效率最大值，而本发明在输入电压达到最大电压的三分之一时就达到了效率最大值。进而使得本发明在功率回退9dB的情况下效率就达到了饱和。可见，本发明相较于传统Doherty功率放大器具有更大的回退范围。
[0065] 实施例1
[0066] θ1′、θ2′、θ3′取特征二维数组中和值最小的一组元素(特征二维数组中一组元素的和值即为该组元素内三个数值相加所得值)。
[0067] 实施例2
[0068] θ1′、θ2′、θ3′取特征二维数组中对应第一微带线T1的特征阻抗Zc1、第二微带线T2的特征阻抗Zc2、第三微带线T3的特征阻抗Zc3之和最小的一组元素(即以第一微带线T1的特征阻抗Zc1、第二微带线T2的特征阻抗Zc2、第三微带线T3的特征阻抗Zc3之和尽可能小作为选择θ1′、θ2′、θ3′的目标和依据)。
[0069] 该高效率高回退的Doherty功率放大器的设计方法具体如下：
[0070] 步骤一、调整载波功率放大器2‑2栅极的输入电压，，使载波功率放大器工作在AB类工作模式。并设计载波输出匹配网络2‑3，使得载波放大器在输入电压小于最大输入电压三分之一的情况下，输出阻抗为150欧，载波放大器在输入电压等于最大输入电压的情况下，输出阻抗为50欧。得到载波功率放大电路2。
[0071] 步骤二、调整峰值功率放大器3‑2栅极的输入电压，使峰值功率放大器3‑2工作在C类工作模式，并设计峰值输出匹配网络3‑3，使得峰值放大器在输入电压小于最大输入电压三分之一的情况下，输出阻抗为无穷大，峰值放大器在输入电压等于最大输入电压的情况下，输出阻抗为75欧。得到峰值功率放大电路3。
[0072] 步骤三、令ZC1＝50，ZC2＝50；ZC3＝50。
[0073] 步骤四、联立以下六条方程，
[0074]
[0075] Z3＝jZC3tanθ3
[0076]
[0077]
[0078] jXL,m＝jZc3tanθ3
[0079] jXL,p＝jZc2tanθ2
[0080] 若θ1、θ2、θ3有解，若有解，则解出θ1、θ2、θ3并作为同一组记录下来(每次解出的θ1、θ2、θ3均分别记录)，并进入步骤五。否则，只接进入步骤五。
[0081] 步骤五、若ZC3＜150，则将ZC3增大一，并执行一次步骤四。若ZC3＝150且ZC2＜150，则将50赋值给ZC3，将ZC2增大一，并执行一次步骤四。若ZC3＝150，ZC2＝150且ZC1＜150，则将50赋值给ZC2和ZC3，将ZC1增大一，并执行一次步骤四。若ZC3、ZC2及ZC1均等于150，则进入步骤六。
[0082] 步骤六、在步骤四和五中解出的各组θ1、θ2、θ3中选择最小的一组分别作为第一微带线T1的电长度θ1′、第二微带线T2的电长度θ2′、第三微带线T3的电长度θ3′。进而将第一微带线T1、第二微带线T2和第三微带线T3连接成负载调制网络4。
[0083] 步骤七、将功分器、步骤一所得的载波功率放大电路2、步骤二所得的峰值功率放大电路3和步骤六所得的负载调制网络4组合起来构成Doherty功率放大器。
