一種用于tdd模式下的視頻帶寬增強功放器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器，所述視頻帶寬增強功放器包括推動級功放器和末級功放器，所述推動級功放器由柵壓供電網絡a、漏壓供電網絡a、功率分配網絡a、合路網絡、推動功放a和推動功放b組成，其中，所述柵壓供電網絡a由柵壓偏置電路a、柵壓偏置電路b、視頻帶寬增強網絡a、視頻帶寬增強網絡b組成。本實用新型有益的效果：本實用新型可大大提高功率放大器效率的同時，通過合適選取視頻帶寬增強網絡中的阻容值，有效改善了doherty功放的視頻帶寬，使得其應用于同一個TDD模式的數字預失真平臺時的線性指標得到了顯著的提高。
【專利說明】-種用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于移動通信領域，尤其涉及一種用于TDD模式下的視頻帶寬增強功 放器。
【背景技術】
[0002] 當前移動通信系統中的設備都朝著小型化，集成化，節能化發展，尤其是節能化的 目標對通信設備的低功耗要求越來越嚴格。在基站設備或基站子系統相關設備中，功率放 大器模塊的功耗會占到整機功耗的60%左右，所以提高功率放大器模塊的效率對降低整機 功耗起到了至關重要的作用。另一外方面，在TDD模式的移動通信系統中，基站到用戶移動 設備之間的上行與下行通信使用的是同一頻率信道的不同時隙，用時間來分離接收和發射 信道。應用于TDD模式的功率放大器的工作模式是：下行處于打開工作狀態，上行處于關閉 狀態，即上下行切換模式。上下行工作的時間間隔要滿足基站系統的時隙分配要求，保證上 行工作時，下行信號關閉。
[0003] doherty技術能有效的提高功率放大器的效率，但是其線性指標會隨之惡化，所以 通常會與各種預失真技術，特別是數字預失真技術相配合使用。然而傳統的doherty功放 與數字預失真技術相配合使用時，由于受到doherty功放的視頻帶寬的約束，導致線性指 標改善受限。尤其是工作于TDD模式下的doherty功放，由于工作狀態滿足上下行切換時 延要求，線性指標會與下行常開模式下有1?2dB的惡化。 實用新型內容
[0004] 在doherty功放與數字預失真平臺中，由于doherty功放的視頻帶寬會影響到數 字預失真的效果，較窄的視頻帶寬會導致數字預失真效果欠佳，所以本實用新型在推動級 功放和末級功放的柵極和漏極供電部分分別接入了視頻帶寬增強網絡。同時考慮到應用 于TDD模式的移動通信網絡中，所以對視頻帶寬增強網絡使用的電阻的阻值和電容的容值 做出了范圍框定。通過選取合適的阻容值，可以有效改善doherty功放的視頻帶寬，從而 提高在同一個TDD數字預失真平臺中的doherty功放線性指標的改善量。同時，采用對稱 doherty功放大大提高了功放回退7dB時的輸出效率，并且末級功放采用的是同一型號的 功放管，所以功放的特性一致性可以有所保證。
[0005] 本實用新型的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種用于TDD模式下的 視頻帶寬增強功放器，其能有效提高射頻功率放大器的效率。同時通過提高doherty功放 的視頻帶寬，使之工作于TDD模式下時，與同一數字預失真技術平臺配合線性指標能提高 6 ?8dB〇
[0006] 本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的。這種用于TDD模式下的視頻帶 寬增強功放器，所述視頻帶寬增強功放器包括推動級功放器和末級功放器，其中，推動級功 放器為平衡式功放結構，所述末級功放器為doherty功放結構；所述推動級功放器主要由 柵壓供電網絡a、漏壓供電網絡a、功率分配網絡a、合路網絡、推動功放a和推動功放b組 成，其中，所述柵壓供電網絡a主要由柵壓偏置電路a、柵壓偏置電路b、視頻帶寬增強網絡 a和視頻帶寬增強網絡b組成，所述漏壓供電網絡a主要由漏壓偏置電路a、漏壓偏置電路 b、視頻帶寬增強網絡c和視頻帶寬增強網絡d組成；所述末級功放器主要由柵壓供電網絡 b、漏壓供電網絡b、功率分配網絡b、阻抗變換及合路網絡、載波功放a和峰值功放a組成， 所述柵壓供電網絡b主要由柵壓偏置電路c、柵壓偏置電路d、視頻帶寬增強網絡e和視頻 帶寬增強網絡f組成，所述漏壓供電網絡b主要由漏壓偏置電路c、漏壓偏置電路d、視頻帶 寬增強網絡g和視頻帶寬增強網絡h組成；所述推動級功放器的實現鏈路包括：所述功率 分配網絡a實現將一路射頻輸入信號分成兩路等功率同相位的射頻輸出信號，其一個輸出 端與推動功放a的輸入端相連，另一個輸出端與推動功放b的輸入端相連；所述合路網絡， 實現將兩條支路的射頻輸入信號合成一路射頻信號輸出，其一個輸入端與推動功放a的輸 出端相連，另一個輸入端與推動功放b的輸出端相連；所述推動功放a的柵極電壓供電部分 由柵壓偏置電路a、視頻帶寬增強網絡a實現，所述推動功放b的柵極電壓供電部分由柵壓 偏置電路b、視頻帶寬增強網絡b實現；所述推動功放a的漏極電壓供電部分由漏壓偏置電 路a、視頻帶寬增強網絡c實現，所述推動功放b的漏極電壓供電部分由漏壓偏置電路b、視 頻帶寬增強網絡d實現；所述末級功放器的實現鏈路包括：所述功率分配網絡b實現將一 路射頻輸入信號分成兩路等功率而相位差為90度的射頻信號輸出，其由相應頻段的3dB電 橋實現，在隔離端串接50歐姆的電阻做隔離，所述功率分配網絡b的0度相移輸出端與所 述載波功放的輸入端相連，90度相移輸出端與所述峰值功放的輸入端相連；載波功放的輸 出端與峰值功放的輸出端分別與阻抗變換及合路網絡的兩個輸入端相連，所述阻抗變換及 合路網絡將載波功放和峰值功放的輸出信號進行合路，并起到阻抗變化的作用；所述載波 功放的柵極電壓供電部分由柵壓偏置電路c、視頻帶寬增強網絡e實現；所述峰值功放的柵 極電壓供電部分由柵壓偏置電路d、視頻帶寬增強網絡f實現；所述載波功放的漏極電壓供 電部分由漏壓偏置電路c、視頻帶寬增強網絡g實現；所述峰值功放的漏極電壓供電部分由 漏壓偏置電路d，視頻帶寬增強網絡h實現。
[0007] 作為優選，所述功率分配網絡a、功率分配網絡b通過寬帶微帶威爾金森功分電路 實現，其兩條支路輸出端之間并聯一個適當功率等級的1〇〇歐姆電阻，以隔離兩路輸出信 號。
[0008] 作為優選，所述合路網絡通過寬帶微帶威爾金森功分電路實現，其兩條支路的輸 入端之間可并聯一個適當功率等級的100歐姆電阻，以隔離兩路輸入信號；所述阻抗變換 及合路網絡，其將載波功放和峰值功放的輸出信號進行合路，并起到阻抗變化的作用；在輸 入信號較小時，峰值功放輸出成開路狀態，此時通過阻抗變換網絡將載波功放的輸出阻抗 變換到100歐姆；隨著輸入信號增大到一定值時，峰值功放輸出成飽和狀態，此時通過阻抗 變換網絡將載波功放的輸出阻抗變換到50歐姆。
[0009] 作為優選,所述推動功放a和推動功放b使用兩個分立的同一型號的LDM0S功放 管并聯實現，或使用一個LDM0S功放管，其內部集成了兩個相同單元的功放單元；所述推動 功放a和推動功放b都工作在B類偏置，在滿足線性的條件下提高推動級功放器的效率； 其通過合適選取視頻帶寬增強網絡a、視頻帶寬增強網絡b、視頻帶寬增強網絡c、視頻帶寬 增強網絡d中的電容和電阻，增強推動級功放器的視頻帶寬，同時滿足TDD模式下的切換需 求。
[0010] 作為優選，所述載波功放和峰值功放使用兩個分立的同一型號的LDM0S功放管并 聯實現，或使用一個LDM0S功放管，其內部集成了兩個相同單元的功放單元；所述載波功放 工作在AB類偏置，峰值功放工作在C類偏置，其采用對稱Doherty結構，提高末級功放器從 飽和功率點回退7dB輸出時的效率；其通過合適選取視頻帶寬增強網絡e、視頻帶寬增強網 絡f的電容和電阻，合適選取視頻帶寬增強網絡g、視頻帶寬增強網絡h中的電容，增強末級 功放器的視頻帶寬，同時滿足TDD模式下的切換需求。
[0011] 作為優選，所述柵壓偏置電路a、柵壓偏置電路b、柵壓偏置電路c、柵壓偏置電路d 由若干電阻串并聯組成，其中，柵壓偏置電路a、柵壓偏置電路b將供電電壓經過分壓后提 供給推動級功放器所需的柵極工作電壓；柵壓偏置電路c、柵壓偏置電路d將供電電壓經過 分壓提供給末級功放器所需的柵極工作電壓；所述漏壓偏置電路a、漏壓偏置電路b、漏壓 偏置電路c、漏壓偏置電路d由磁珠、電解電容相關器件串并聯組成；其中，所述漏壓偏置電 路a、漏壓偏置電路b提供給推動級功放器所需穩定的、紋波小的漏極工作電壓；所述漏壓 偏置電路c、漏壓偏置電路d提供給末級功放器所需穩定的、紋波小的漏極工作電壓。
[0012] 作為優選，所述視頻帶寬增強網絡a、視頻帶寬增強網絡b、視頻帶寬增強網絡e、 視頻帶寬增強網絡f，其由至少兩個不同量級容值的電容并聯再串聯一個電阻組成，其大容 值的電容量級為鈉法（nF)量級，電阻阻值范圍為10-100歐之間；所述視頻帶寬增強網絡 c，視頻帶寬增強網絡d，視頻帶寬增強網絡g，視頻帶寬增強網絡h，其由至少兩個不同量級 容值的電容并聯組成，其最大容值的電容量級為微法量級。
[0013] 本實用新型所述的拓寬TDD模式下的doherty功放視頻帶寬的方法，該方法包 括：
[0014] 1)采用視頻帶寬增強功放器，其包括推動級功放器和末級功放器，其中，推動級功 放器為平衡式功放結構，所述末級功放器為doherty功放結構；
[0015] 2)所述推動級功放器的推動功放均工作在B類偏置，通過合適選取視頻帶寬增強 網絡中的電容和電阻，用來增強所述推動級功放器的視頻帶寬，同時滿足TDD模式下的切 換需求；
[0016] 3)所述末級功放器中的載波功放工作在AB類偏置，峰值功放工作在C類偏置，通 過合適選取視頻帶寬增強網絡中的電容和電阻，用來增強所述末級功放器的視頻帶寬，同 時滿足TDD模式下的切換需求。
[0017] 作為優選，所述視頻帶寬增強網絡主要由視頻帶寬增強網絡a、視頻帶寬增強網絡 b、視頻帶寬增強網絡c、視頻帶寬增強網絡d、視頻帶寬增強網絡e，視頻帶寬增強網絡f、視 頻帶寬增強網絡g、視頻帶寬增強網絡h組成；所述視頻帶寬增強網絡a、視頻帶寬增強網絡 b、視頻帶寬增強網絡e、視頻帶寬增強網絡f，其由至少兩個不同量級容值的電容并聯再串 聯一個電阻組成；所述視頻帶寬增強網絡a、視頻帶寬增強網絡b、視頻帶寬增強網絡e、視 頻帶寬增強網絡f，其大容值的電容量級為鈉法（nF)量級，電阻阻值范圍為10-100歐之間； 所述視頻帶寬增強網絡c、視頻帶寬增強網絡d、視頻帶寬增強網絡g、視頻帶寬增強網絡h， 其由至少兩個不同量級容值的電容并聯組成，最大容值的電容量級為微法量級。
[0018] 本實用新型的有益效果為：本實用新型可大大提高功率放大器效率的同時，通過 合適選取視頻帶寬增強網絡中的阻容值，有效改善了 doherty功放的視頻帶寬，使得其應 用于同一個TDD模式的數字預失真平臺時的線性指標得到了顯著的提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1是本實用新型系統原理框圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面將結合附圖對本實用新型做詳細的介紹：
[0021] 如圖1所示，本實用新型公開了一種用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器，其包 括推動級功放器和末級功放器，所述推動級功放器采用平衡式功放結構，其由柵壓供電網 絡a、漏壓供電網絡a、功率分配網絡a、合路網絡、推動功放a和推動功放b組成，其中，所述 柵壓供電網絡a由柵壓偏置電路a、柵壓偏置電路b、視頻帶寬增強網絡a、視頻帶寬增強網 絡b組成，所述漏壓供電網絡a由漏壓偏置電路a、漏壓偏置電路b、視頻帶寬增強網絡c、視 頻帶寬增強網絡d組成；所述末級功放器由柵壓供電網絡b、漏壓供電網絡b、功率分配網絡 b、阻抗變換及合路網絡、載波功放a和峰值功放a組成，所述柵壓供電網絡b由柵壓偏置電 路c、柵壓偏置電路d、視頻帶寬增強網絡e、視頻帶寬增強網絡f組成，所述漏壓供電網絡b 由漏壓偏置電路c、漏壓偏置電路d、視頻帶寬增強網絡g、視頻帶寬增強網絡h組成。
[0022] 其中，推動級功放器的實現鏈路包括：所述功率分配網絡a實現將一路射頻輸入 信號分成兩路等功率同相位的射頻輸出信號，其一個輸出端與推動功放a的輸入端相連， 另一個輸出端與推動功放b的輸入端相連；所述合路網絡，實現將兩條支路的射頻輸入信 號合成一路射頻信號輸出，其通過微帶威爾金森功分電路實現，其一個輸入端與推動功放a 的輸出端相連，另一個輸入端與推動功放b的輸出端相連；所述推動功放a的柵極電壓供電 部分由柵壓偏置電路a、視頻帶寬增強網絡a實現，所述推動功放b的柵極電壓供電部分由 柵壓偏置電路b、視頻帶寬增強網絡b實現；所述推動功放a的漏極電壓供電部分由漏壓偏 置電路a、視頻帶寬增強網絡c實現，所述推動功放b的漏極電壓供電部分由漏壓偏置電路 b、視頻帶寬增強網絡d實現。
[0023] 其中，所述末級功放器的實現鏈路包括：所述功率分配網絡b實現將一路射頻輸 入信號分成兩路等功率而相位差為90度的射頻信號輸出，其由相應頻段的3dB電橋實現， 在隔離端串接50歐姆的電阻做隔離，所述功率分配網絡b的0度相移輸出端與所述載波功 放的輸入端相連，90度相移輸出端與所述峰值功放的輸入端相連；載波功放的輸出端與峰 值功放的輸出端分別與阻抗變換及合路網絡的兩個輸入端相連，所述阻抗變換及合路網絡 將載波功放和峰值功放的輸出信號進行合路，并起到阻抗變化的作用；所述載波功放的柵 極電壓供電部分由柵壓偏置電路c、視頻帶寬增強網絡e實現；所述峰值功放的柵極電壓供 電部分由柵壓偏置電路d、視頻帶寬增強網絡f實現；所述載波功放的漏極電壓供電部分由 漏壓偏置電路c、視頻帶寬增強網絡g實現；所述峰值功放的漏極電壓供電部分由漏壓偏置 電路d，視頻帶寬增強網絡h實現。
[0024] 本實用新型在大大提高功率放大器效率的同時，通過合適選取視頻帶寬增強網絡 中的阻容值，如表1，表2所示，本實施例中，通過對視頻帶寬增強網絡e、視頻帶寬增強網絡 f、視頻帶寬增強網絡g、視頻帶寬增強網絡h的電阻和電容的取值，有效改善了 doherty功 放的視頻帶寬，使得其應用于同一個TDD模式的數字預失真平臺時的線性指標（ACPR值） 得到了顯著的提高。
[0025] 表1視頻帶寬增強網絡e和f對ACPR的改善
[0026]
【權利要求】
1. 一種用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器，其特征在于：所述視頻帶寬增強功放 器包括推動級功放器和末級功放器，其中，推動級功放器為平衡式功放結構，所述末級功放 器為doherty功放結構；所述推動級功放器主要由柵壓供電網絡a、漏壓供電網絡a、功率分 配網絡a、合路網絡、推動功放a和推動功放b組成，其中，所述柵壓供電網絡a主要由柵壓 偏置電路a、柵壓偏置電路b、視頻帶寬增強網絡a和視頻帶寬增強網絡b組成，所述漏壓供 電網絡a主要由漏壓偏置電路a、漏壓偏置電路b、視頻帶寬增強網絡c和視頻帶寬增強網 絡d組成；所述末級功放器主要由柵壓供電網絡b、漏壓供電網絡b、功率分配網絡b、阻抗 變換及合路網絡、載波功放a和峰值功放a組成，所述柵壓供電網絡b主要由柵壓偏置電路 c、柵壓偏置電路d、視頻帶寬增強網絡e和視頻帶寬增強網絡f組成，所述漏壓供電網絡b 主要由漏壓偏置電路c、漏壓偏置電路d、視頻帶寬增強網絡g和視頻帶寬增強網絡h組成； 所述推動級功放器的實現鏈路包括：所述功率分配網絡a實現將一路射頻輸入信號分成兩 路等功率同相位的射頻輸出信號，其一個輸出端與推動功放a的輸入端相連，另一個輸出 端與推動功放b的輸入端相連；所述合路網絡，實現將兩條支路的射頻輸入信號合成一路 射頻信號輸出，其一個輸入端與推動功放a的輸出端相連，另一個輸入端與推動功放b的輸 出端相連；所述推動功放a的柵極電壓供電部分由柵壓偏置電路a、視頻帶寬增強網絡a實 現，所述推動功放b的柵極電壓供電部分由柵壓偏置電路b、視頻帶寬增強網絡b實現；所 述推動功放a的漏極電壓供電部分由漏壓偏置電路a、視頻帶寬增強網絡c實現，所述推動 功放b的漏極電壓供電部分由漏壓偏置電路b、視頻帶寬增強網絡d實現；所述末級功放器 的實現鏈路包括：所述功率分配網絡b實現將一路射頻輸入信號分成兩路等功率而相位差 為90度的射頻信號輸出，其由相應頻段的3dB電橋實現，在隔離端串接50歐姆的電阻做隔 離，所述功率分配網絡b的0度相移輸出端與所述載波功放的輸入端相連，90度相移輸出端 與所述峰值功放的輸入端相連；載波功放的輸出端與峰值功放的輸出端分別與阻抗變換及 合路網絡的兩個輸入端相連，所述阻抗變換及合路網絡將載波功放和峰值功放的輸出信號 進行合路，并起到阻抗變化的作用；所述載波功放的柵極電壓供電部分由柵壓偏置電路c、 視頻帶寬增強網絡e實現；所述峰值功放的柵極電壓供電部分由柵壓偏置電路d、視頻帶寬 增強網絡 f實現；所述載波功放的漏極電壓供電部分由漏壓偏置電路c、視頻帶寬增強網絡 g實現；所述峰值功放的漏極電壓供電部分由漏壓偏置電路d，視頻帶寬增強網絡h實現。
2. 根據權利要求1所述的用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器，其特征在于：所述 功率分配網絡a、功率分配網絡b通過寬帶微帶威爾金森功分電路實現，其兩條支路輸出 端之間并聯一個適當功率等級的100歐姆電阻，以隔離兩路輸出信號。
3. 根據權利要求1所述的用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器，其特征在于：所述 合路網絡通過寬帶微帶威爾金森功分電路實現，其兩條支路的輸入端之間可并聯一個適當 功率等級的100歐姆電阻，以隔離兩路輸入信號；所述阻抗變換及合路網絡，其將載波功放 和峰值功放的輸出信號進行合路，并起到阻抗變化的作用；在輸入信號較小時，峰值功放輸 出成開路狀態，此時通過阻抗變換網絡將載波功放的輸出阻抗變換到100歐姆；隨著輸入 信號增大到一定值時，峰值功放輸出成飽和狀態，此時通過阻抗變換網絡將載波功放的輸 出阻抗變換到50歐姆。
4. 根據權利要求1所述的用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器，其特征在于：所述 推動功放a和推動功放b使用兩個分立的同一型號的LDM0S功放管并聯實現，或使用一個 LDMOS功放管，其內部集成了兩個相同單元的功放單元；所述推動功放a和推動功放b都工 作在B類偏置，在滿足線性的條件下提高推動級功放器的效率；其通過合適選取視頻帶寬 增強網絡a、視頻帶寬增強網絡b、視頻帶寬增強網絡c、視頻帶寬增強網絡d中的電容和電 阻，增強推動級功放器的視頻帶寬，同時滿足TDD模式下的切換需求。
5. 根據權利要求1所述的用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器，其特征在于：所 述載波功放和峰值功放使用兩個分立的同一型號的LDM0S功放管并聯實現，或使用一個 LDM0S功放管，其內部集成了兩個相同單元的功放單元；所述載波功放工作在AB類偏置，峰 值功放工作在C類偏置，其采用對稱Doherty結構，提高末級功放器從飽和功率點回退7dB 輸出時的效率；其通過合適選取視頻帶寬增強網絡e、視頻帶寬增強網絡f的電容和電阻， 合適選取視頻帶寬增強網絡g、視頻帶寬增強網絡h中的電容，增強末級功放器的視頻帶 寬，同時滿足TDD模式下的切換需求。
6. 根據權利要求1所述的用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器，其特征在于：所述 柵壓偏置電路a、柵壓偏置電路b、柵壓偏置電路c、柵壓偏置電路d由若干電阻串并聯組成， 其中，柵壓偏置電路a、柵壓偏置電路b將供電電壓經過分壓后提供給推動級功放器所需的 柵極工作電壓；柵壓偏置電路c、柵壓偏置電路d將供電電壓經過分壓提供給末級功放器所 需的柵極工作電壓；所述漏壓偏置電路a、漏壓偏置電路b、漏壓偏置電路c、漏壓偏置電路 d由磁珠、電解電容相關器件串并聯組成；其中，所述漏壓偏置電路a、漏壓偏置電路b提供 給推動級功放器所需穩定的、紋波小的漏極工作電壓；所述漏壓偏置電路c、漏壓偏置電路 d提供給末級功放器所需穩定的、紋波小的漏極工作電壓。
7. 根據權利要求1所述的用于TDD模式下的視頻帶寬增強功放器，其特征在于：所述 視頻帶寬增強網絡a、視頻帶寬增強網絡b、視頻帶寬增強網絡e、視頻帶寬增強網絡f，其由 至少兩個不同量級容值的電容并聯再串聯一個電阻組成，其大容值的電容量級為鈉法（nF) 量級，電阻阻值范圍為10-100歐之間；所述視頻帶寬增強網絡c，視頻帶寬增強網絡d，視頻 帶寬增強網絡g，視頻帶寬增強網絡h，其由至少兩個不同量級容值的電容并聯組成，其最 大容值的電容量級為微法量級。
【文檔編號】H03F1/07GK204089736SQ201420369719
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月4日 優先權日:2014年7月4日
【發明者】季軍, 金古, 俞利光 申請人:三維通信股份有限公司