一種基于空間耦合的有源負載調制發(fā)射的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于無線通信技術的射頻發(fā)射機領域的一種基于空間耦合的有源負載調制發(fā)射機,該發(fā)射機是一種利用發(fā)射機自身天線單元間耦合完成有源負載調制功能的發(fā)射機結構,在功率分配器分別連接主路功放、輔路功放及相應的發(fā)射天線,組成兩單元輻射天線陣列;為了實現(xiàn)有源負載調制特性,其中主路功放偏置在AB類狀態(tài),而輔路功放偏置在C類狀態(tài),并在功率分配器與輔路功放之間連接移相器;兩單元輻射天線相互靠近,從而獲得輻射天線單元間足夠的電磁耦合,達到負載調制的目的;同時省去了傳統(tǒng)Doherty功放結構中的四分之一波長阻抗變換元件,簡化了發(fā)射機結構,提升了系統(tǒng)的效率和帶寬。
【專利說明】一種基于空間耦合的有源負載調制發(fā)射機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信技術的射頻發(fā)射機領域。特別涉及一種基于空間耦合的有源負載調制發(fā)射機,具體說是利用天線陣列間耦合進行有源負載調制技術來提升陣列發(fā)射機的效率。
技術背景
[0002]在無線通信系統(tǒng)中,發(fā)射機的效率是評價發(fā)射機性能的重要指標。而在所有用于提高發(fā)射機線性度的技術中,Doherty功率放大器技術是當前最受關注,也是使用最多的一種技術。Doherty功放也是一種高效功放,能夠在功率回退一定范圍內保持高效率,提高小功率區(qū)工作效率,線性度也比較好。Doherty功放最早是由W.H.Doherty在1936年提出來的,包含一主一從兩個功放單元,分別偏置在AB類和C類模式,二者分段導通,利用有源負載牽引實現(xiàn)效率的提高。F.H.Raab對Doherty功放的效率進行了分析討論。近年來,韓國的Bumman Kim 課題組在Doherty功放方向做了很多有價值的工作,總結了 Doherty功放的設計方法,并提出了一些改進方法。其他一些優(yōu)化和改進的Doherty功放也被設計出來,包括對主從功放的偏置電壓進行優(yōu)化;對連接主從功放的四分之一波長阻抗變換線進行優(yōu)化,提出了多級Doherty功放的設計方法。甚至在毫米波頻段,片上集成的Doherty功率放大器也被設計出來以提高發(fā)射機效率。
[0003]在傳統(tǒng)的Doherty發(fā)射機結構當中,最核心的微波元件是連接主功放和輔功放的四分之一波長阻抗變換線,而該阻抗變換器正好成為Doherty功放寬帶化和小型化的技術壁壘,尤其是在毫米波等高頻段的應用當中。在已有的研究和發(fā)明當中,研究者采用降低阻抗變換比、利用集成阻抗變換器代替分布式阻抗變換器等手段來展寬帶寬。這些方法雖然提高了功放帶寬,但是也給功放設計帶來了其它的挑戰(zhàn),諸如工作電壓升高,輸出合成網(wǎng)絡損耗增加等缺陷。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是提出了一種基于空間耦合的有源負載調制發(fā)射機,其特征在于,所述基于空間耦合的有源負載調制發(fā)射機是一種利用發(fā)射機自身天線單元間耦合完成有源負載調制功能的發(fā)射機結構,在功率分配器分別連接主路功放、輔路功放及相應的發(fā)射天線,組成兩單元輻射天線陣列;為了實現(xiàn)有源負載調制特性,其中主路功放偏置在AB類狀態(tài),而輔路功放偏置在C類狀態(tài),并在功率分配器與輔路功放之間連接移相器;兩單元輻射天線相互靠近,從而獲得輻射天線單元間足夠的電磁耦合,達到負載調制的目的;同時省去了傳統(tǒng)Doherty功放結構中的四分之一波長阻抗變換元件,簡化了發(fā)射機結構,提升了系統(tǒng)的效率和帶寬。
[0005]所述兩單元輻射天線陣列的天線輸入端口的阻抗矩陣[Z]表達式如下:
【權利要求】
1.一種基于空間耦合的有源負載調制發(fā)射機,其特征在于,所述基于空間耦合的有源負載調制發(fā)射機是一種利用發(fā)射機自身天線單元間耦合完成有源負載調制功能的發(fā)射機結構,在功率分配器分別連接主路功放、輔路功放及相應的發(fā)射天線,組成兩單元輻射天線陣列;為了實現(xiàn)有源負載調制特性,其中主路功放偏置在AB類狀態(tài),而輔路功放偏置在C類狀態(tài),并在功率分配器與輔路功放之間連接移相器;兩單元輻射天線相互靠近,從而獲得輻射天線單元間足夠的電磁稱合,達到負載調制的目的;同時省去了傳統(tǒng)Doherty功放結構中的四分之一波長阻抗變換元件,簡化了發(fā)射機結構,提升了系統(tǒng)的效率和帶寬。
2.根據(jù)權利要求1所述基于空間耦合的有源負載調制發(fā)射機,其特征在于,所述兩單元輻射天線陣列的天線輸入端口的阻抗矩陣[Z]表達式如下:
【文檔編號】H04B1/04GK103944623SQ201410077488
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權日:2014年3月4日
【發(fā)明者】陳文華, 賈碩, 馮正和 申請人:清華大學