[0034] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0035] 针对现有技术存在的缺陷，申请人对现有技术中三路Doherty功率放大器的结构进行了深入的研究，申请人发现现有技术中三路Doherty功率放大器载波功放的负载调制网络中的四分之一波长阻抗变换器阻抗变换比较大，使传统三路Doherty功率放大器负载调制网络的阻抗变换比为9:1(150欧至16.67 欧)，从而极大抑制了三路Doherty的工作带宽；且传统三路Doherty功放辅助支路的补偿线是以单一中心频率点定义的，会增大输出匹配电路的品质因数，从而抑制三路Doherty的整体带宽。
[0036] 申请人通过理论分析发现，四分之一波长线工作带宽的近似表达式为：
[0037]
[0038] 其中Δf/f0表示四分之一波长阻抗变换线的相对带宽；Γm为最大能接受的反射系数；Z0和ZL表示两个端口的阻抗值；为了增大Δf/f0的值，可通过减小 Z0和ZL的比值。
[0039] 参见图2，所示为特性阻抗为ZT的四分之一波长传输线的阻抗变换特性。根据图2可得特性阻抗为ZT的四分之一波长传输线的输入阻抗为：
[0040]
[0041] 阻抗变换比定义为四分之一波长传输线输入输出两端口的阻抗比值，即阻抗变换比：
[0042]
[0043] 由四分之一波长传输线的工作带宽表达式可知，当Z0和ZL的阻抗值越接近时，即四分之一波长传输线的阻抗变换比越小，其工作带宽越宽。因此，为了增大Δf/f0的值，可通过减小Z0和ZL的比值，即减小四分之一波长传输线的阻抗变换比k。
[0044] 为了克服现有技术的缺陷，本申请采用一种新型负载调制网络，参见图1，所示为本发明基于负载调制网络改善带宽的三路Doherty功率放大器的结构框图，包括三路等分功分器、载波功率放大电路、第一峰值功率放大电路、第二峰值功率放大电路和负载调制网络，其中，三路等分功分器用于将输入功率进行等分后分别输出给载波功率放大电路、第一峰值功率放大电路和第二峰值功率放大电路，负载调制网络包括第一阻抗变换器T1和第二阻抗变换器T2；其中，载波功率放大电路的输出端接70.7欧四分之一波长第一阻抗变换器T1，并与第一峰值功率放大电路和第二峰值功率放大电路的输出端相连接，经40.82欧四分之一波长第二阻抗变换器T2合路将功率输出给负载。
[0045] 载波功率放大电路包括依次串接的载波输入匹配电路、载波功率放大器和载波输出匹配电路，调试载波输出匹配电路使载波功率放大电路在低输入功率时的负载阻抗为150欧且在高输入功率时的负载阻抗为50欧；第一峰值功率放大电路包括依次串接第一峰值输入匹配电路、第一峰值功率放大器和第一峰值输出匹配电路，调试第一峰值输出匹配电路使第一峰值功率放大电路在高输入功率时的负载阻抗为100欧，同时在第一峰值输出匹配电路中一体化设置第一补偿线C1使第一峰值功率放大电路在低输入功率时的负载阻抗为无穷大；第二峰值功率放大电路包括依次串接第二峰值输入匹配电路、第二峰值功率放大器和第二峰值输出匹配电路，调试第二峰值输出匹配电路使第二峰值功率放大电路在高输入功率时的负载阻抗为100欧，同时在第二峰值输出匹配电路中一体化设置第二补偿线C2使第二峰值功率放大电路在低输入功率时的负载阻抗为无穷大。
[0046] 由于采用上述技术方案，通过一种新型负载调制网络从而降低了负载调制网络的阻抗变换比；同时将峰值功放输出端的补偿线加入到峰值输出匹配电路中，从而克服了传统三路Doherty功放辅助支路的补偿线是以单一中心频率点定义的技术缺陷，大大减小峰值输出匹配电路的品质因数，从而极大地拓宽三路Doerty的工作带宽。
[0047] 在一种优选实施方式中，第一补偿线C1和第二补偿线C2均为100欧，加入补偿线是为了使第一峰值输出匹配电路和第二峰值功率放大电路在低输入功率时的负载阻抗为无穷大，同时由于高输入功率是匹配到100欧，采用 100欧的补偿线就是为了进一步提高高输入功率时的性能。
[0048] 以下进一步详述上述技术方案的设计原理。参见图3，所示为本发明中基于负载调制网络改善带宽的三路Doherty功率放大器的工作原理图。负载ZL上的电压可以表示为：
[0049] VL＝ZL(IC'+IP)
[0050] IP＝IP1+IP2
[0051] 主辅(两条辅助支路归为一个支路)两支路的输出阻抗分别可以表示为：
[0052]
[0053]
[0054] 载波功放输出端四分之一波长阻抗变换线两端的电压电流关系为：
[0055] VP·IC'＝VC·IC
[0056]
[0057] 其中，
[0058] VP＝VP1＝VP2
[0059] 则，
[0060]
[0061]
[0062]
[0063] 此外，由四分之一波长阻抗变换线原理可得：
[0064]
[0065] 根据VC＝IC·ZC，有：
[0066]
[0067]
[0068]
[0069] 其中，ZT＝70.7Ω，ZL＝33.33Ω。
[0070] 当低输入功率状态时，只有载波功放开启，所有输入信号经载波功放放大，两路峰值功放完全关闭(IP1＝IP2＝0)，则载波功放和峰值功放低功率下的输出阻抗可以表示为：
[0071]
[0072] ZP1,Low＝ZP2,Low＝∞
[0073] 则低功率状态下合路点的阻抗为33.33欧姆。
[0074] 当高输入功率状态时，主辅功放一起工作，当输入功率达到最大时，主辅功放同时饱和，此时整体Doherty功放输出功率最大，此时将两路峰值功放输出端均匹配到100欧姆，即令ZP1,High＝ZP2,High＝100Ω，将主功放输出端在饱和状态时匹配到50欧姆，则由70.7欧四分之一波长阻抗变换线变换得四分之一波长变换线得100欧姆，三个100欧姆并联得合路点阻抗为33.33欧姆，即低功率和高功率状态下合路点阻抗均为33.33欧姆。又因为Doherty整体合路输出端负载阻抗为50欧姆，因此，需要在合路输出端串联一段特性阻抗为40.82 欧的四分之一波长传输线，将合路点33.33欧姆阻抗变换到50欧姆。
[0075] 在一种优选实施方式中，所述第一峰值输入匹配电路的前端还设有50欧四分之一波长的相位延迟线。
[0076] 在一种优选实施方式中，所述第二峰值输入匹配电路的前端还设有50欧四分之一波长的相位延迟线。
[0077] 在一种优选实施方式中，所述载波功率放大器为AB类功率放大器，所述第一峰值功率放大器和所述第二峰值功率放大器为C类功率放大器。
[0078] 在一种优选实施方式中，所述载波功率放大器、所述第一峰值功率放大器和所述第二峰值功率放大器均采用晶体管实现。
[0079] 为了克服现有技术的缺陷，本发明还提出一种基于负载调制网络改善带宽的三路Doherty功率放大器实现方法，通过如下步骤实现：
[0080] 步骤一：调试一个标准的AB类功率放大器，作为载波功率放大器，并调试载波输出匹配电路使载波功率放大电路在低输入功率时的负载阻抗为150 欧且在高输入功率时的负载阻抗为50欧；
[0081] 步骤二：调试一个标准的C类功率放大器，作为第一峰值功率放大器，并调试第一峰值输出匹配电路使第一峰值功率放大电路在高输入功率时的负载阻抗为100欧；
[0082] 步骤三：调试一个标准的C类功率放大器，作为第二峰值功率放大器，并调试第二峰值输出匹配电路使第二峰值功率放大电路在高输入功率时的负载阻抗为100欧；
[0083] 步骤四：在第一峰值输出匹配电路中设置第一补偿线C1并一体化调试第一峰值输出匹配电路和第一补偿线C1使第一峰值功率放大电路在低输入功率时的负载阻抗为无穷大；在第二峰值输出匹配电路中设置第二补偿线C2并一体化调试第二峰值输出匹配电路和第二补偿线C2使第二峰值功率放大电路在低输入功率时的负载阻抗为无穷大；现有技术通常是输出匹配电路设计好之后，再不改变匹配电路，再设计这根补偿线；现有技术的补偿线设计方式导致补偿线是以单一中心频率点定义的，增加补偿线会增大输出匹配电路的品质因数，从而抑制三路Doherty的整体带宽。本发明将输出匹配电路和补偿线一体化设置和调试，将补偿线加入峰值输出匹配电路中作峰值输出匹配电路，从而降低峰值输出匹配电路的Q值，极大地拓宽了三路Doherty功放的工作带宽；
[0084] 步骤五：调试一负载调制网络，所述负载调制网络包括第一阻抗变换器 T1和第二阻抗变换器T2，所述第一阻抗变换器T1采用70.7欧四分之一波长的阻抗变换器，所述第二阻抗变换器T2采用40.82欧四分之一波长的阻抗变换器；
[0085] 步骤六：采用三路等分功分器将调试好的载波功率放大电路、第一峰值功率放大电路、第二峰值功率放大电路及负载调制网络组合起来，构成基于负载调制网络改善带宽的三路Doherty功率放大器，其中，载波功率放大电路的输出端与所述第一阻抗变换器T1的一端相连接，所述第一阻抗变换器T1 的另一端与所述第一峰值功率放大电路和第二峰值功率放大电路的输出端相连接，并共同与所述第二阻抗变换器T2的一端相连接，所述第二阻抗变换器 T2的另一端与所述负载的一端相连接，所述负载的另一端接地。
[0086] 参见图4a和图4b，所示为传统三路Doherty方案和本发明中宽带三路 Doherty方案下模拟的主放大器在饱和点(大功率)和回退点(小功率)处负载阻抗实虚部随频率的变化关系，从图4a和图4b的图示可知，本发明极大地拓宽了三路Doherty功放的工作带宽。
[0087] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本申请中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本申请所示的这些实施例，而是要符合与本申请所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
