采用混合耦合器作輸出合路的Doherty放大器

傳統的Doherty 功放的輸出合路采用的是分叉形式的合路器，如圖1 的虛線(xiàn)框內。

圖1. 標準的Doherty 功放

這個(gè)電路的S參數矩陣是

Doherty 功放的輸出合路器還可以有另外一種形式，那就是用3dB電橋來(lái)做，如圖2。

圖2. 采用3dB混合電橋作Doherty功放的輸出合路器

3dB電橋的S參數矩陣是

[b]表示反射波，[a]表示入射波

當我們把隔離口開(kāi)路時(shí)，b₄=a₄，代入到上式，并消去b₄、a₄，得到：

得到一個(gè)3端口網(wǎng)絡(luò )，這個(gè)3端口網(wǎng)絡(luò )的S參數矩陣為

和(1)式比較，僅涉及3 端口的參數的相位有差異，如果我們把后一電路的3 端口前加上90°相移，則這個(gè)電路的S 參數和前一電路完全相同，也為(1)式。如圖3，兩個(gè)電路是等效的。

圖3. 這兩個(gè)電路有著(zhù)相同的S參數

由于3 口合路輸出口是接50Ω負載，所以3口上的50Ω微帶對功放除了相位延遲外不產(chǎn)生其他影響。

如果我們把4 口走一段微帶再開(kāi)路，那么會(huì )是什么情形呢。我們可以把1、2 端口的反射看著(zhù)從4 口反射回1、2 口的，4 口增加的微帶增加了反射路徑，一段路徑可以移到1、2 端口上。于是，下面兩個(gè)電路是等效的，可以驗證他們的S參數矩陣是一樣的。

圖4. 這兩個(gè)電路有著(zhù)相同的S參數

就是說(shuō)我們調整4 口反射線(xiàn)的長(cháng)度就相當于調整合路器前的微帶長(cháng)度，而4 口還可以短路（相當于增加λ/4 長(cháng)度的開(kāi)路線(xiàn)）或用電容來(lái)調整，不同的容量可以等效不同的微帶長(cháng)度。由于Doherty 功放需要仔細調整分叉合路器前的微帶長(cháng)度，而采用這種結構只需改變隔離口的電抗就可以了，所以采用混合電橋輸出合路的Doherty 功放調整更方便。變換關(guān)系如圖5：

圖5. 逐步變換

我最初發(fā)現這個(gè)等效關(guān)系是在M 公司工作時(shí)，有一個(gè)電路（非Doherty 功放方面的應用）老美是用3dB 電橋實(shí)現的，而我是用分叉合路器實(shí)現的，當時(shí)想這兩個(gè)電路間是否有什么內在聯(lián)系，于是把S 參數表達式寫(xiě)出來(lái)研究了下，發(fā)現有這種等效關(guān)系。不過(guò)后來(lái)發(fā)現這個(gè)電路早已有人申請專(zhuān)利了。

對于目前常使用的非對等Doherty 功放，也同樣可以用混合耦合器來(lái)實(shí)現。比如峰路功放和主路功放功率比2:1，可以用2：1 的分叉合路器輸出，也可以用 4.7dB 的混合電橋耦合器做的合路電路來(lái)實(shí)現。