本发明属于集成电路领域，具体涉及一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器。
背景技术：
1、超越5g，连接万物，整合海陆空网络，融合通信和传感，是未来备受期待的技术，但需要更大的系统带宽来支持这种海量数据和超高精度应用。因此有必要将重点放在频谱资源丰富的毫米波频段上。然而，能源效率问题已成为发展固态毫米波和亚太赫兹系统的最严峻挑战之一。尽管iii-v族化合物工艺可以在高电源电压下提供高输出功率，但器件尺寸并没有大幅缩减，金属层选项也很少。相比之下，硅基平台提供了更多的金属层选择，且可与其他模块高度集成。随着互补金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor，cmos)和sige双极cmos(bicmos)的快速发展，实现低成本毫米波系统成为可能。但是，低器件击穿电压导致基于硅基的高效毫米波系统举步维艰，尤其是在无线系统应用中。
2、近年来，w波段(75～110ghz)极宽的频谱引起了人们对短程高速通信的兴趣，但系统效率普遍低于5％。高输出功率放大器对于克服亚太赫兹下的路径损耗是必不可少的，它通常占发射功率消耗的50％以上。此外，高速通信所需要的复杂调制信号对系统的线性度提出了极高的要求。因此，高效率和高线性度功率放大器对于提高w波段或更高频率系统的能量效率和整体性能至关重要。
3、为了提高低频下的功率放大器效率，d/e/f类和数字功率放大器被广泛应用。这些技术通常基于晶体管本征模型来分析和整形输出电压和电流波形。然而，在毫米波或更高的频率下，复杂的晶体管寄生现象使获得本征晶体管模型具有挑战性。由于电容寄生效应，晶体管输出端的低阻抗使得谐波控制变得困难。基于谐波和开关控制的效率提高技术难以应用于硅基中的毫米波功率放大器。
4、考虑到链路预算的输出功率要求，当前大多数w波段功率放大器利用低损耗功率组合技术来实现高效率和高输出功率，如多指晶体管堆叠、空间功率组合和片上无源功率组合。此外，所采用的高峰均功率比信号也对功率放大器提出了严重的功率回退效率要求。尽管先前报道的w波段功率放大器可以实现超过15％的峰值效率，但功率回退效率仍然低于10％。
5、因此，如何克服w波段寄生限制，设计出高线性度和高回退效率的功率放大器是当前的研究热点。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本发明提出了一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，包括正交耦合器、输入匹配网络、驱动级网络、级间匹配网络、输出级网络、阻抗逆变和输出匹配网络、线性化偏置网络以及自适应偏置网络；其中，
3、正交耦合器用于将输入的射频信号分成幅度相等且正交的两路信号；两路信号经过输入匹配网络后，输入至驱动级网络；
4、驱动级网络包括主路驱动放大器和辅路驱动放大器，分别用于对输入的两路信号进行放大处理，对应得到两路第一放大信号；两路第一放大信号经过级间匹配网络后，输入至输出级网络；
5、输出级网络包括主路输出放大器和辅路输出放大器，分别用于对输入的两路第一放大信号进行放大处理，对应得到两路第二放大信号；
6、阻抗逆变和输出匹配网络用于对两路第二放大信号进行合成处理，得到输出信号；
7、线性化偏置网络用于为主路输出放大器的共射极晶体管的基极供电，并在低输入功率时以小电压深ab类偏置主路输出放大器，高输入功率时以大电压浅ab类偏置主路输出放大器；
8、自适应偏置网络用于为辅路驱动放大器和辅路输出放大器的共射极晶体管的基极供电，并在低输入功率时关闭辅路驱动放大器和辅路输出放大器，在高输入功率时开启辅路驱动放大器和辅路输出放大器。
9、本发明的有益效果：
10、1、本发明一方面采用自适应偏置网络为辅路驱动级和输出级放大器的共射极晶体管的基极供电，自适应偏置网络在低输入功率时关闭辅路中的驱动和输出放大器，高输入功率时开启辅路中的驱动和输出放大器，有效提升了功率放大器的回退效率；另一方面，采用线性化偏置网络为主路输出级的共射极晶体管的基极供电，线性化偏置网络在低输入功率时以小电压深ab类偏置主路输出放大器，高输入功率时以大电压浅ab类偏置主路输出放大器，可以提升功率放大器的回退效率并极大提升了线性度，实现了高线性度、高回退效率的w波段多尔蒂功率放大器；且该放大器在毫米波频段时仍然具有优异的性能，饱和输出功率、6db功率回退效率、功率增益等指标均可以达到很高的水平；
11、2、本发明采用两管堆叠结构作为驱动级和输出级的有源结构，通过在共基极晶体管处采用有限值电容以及在共射极共基极晶体管间采用电感进行阻抗调谐，使得共射极晶体管的集电极电压摆幅增大，进而增加了整体放大器的输出电压摆幅；同时，对共射极晶体管采用小电阻偏置，提升了晶体管耐压能力，进一步提高了功率放大器的输出功率；
12、3、本发明采用多级低q低损匹配网络作为输入匹配与级间匹配网络，有效地拓宽了功率放大器的幅度带宽、减小了功率损耗，提升了增益；
13、4、本发明采用阻抗逆变和输出阻抗匹配为集总lc网络，与晶体管和版图寄生相结合，减少了无源器件的面积和损耗，进一步提升了功率放大器的增益。
14、以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
1.一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，其特征在于，包括正交耦合器、输入匹配网络、驱动级网络、级间匹配网络、输出级网络、阻抗逆变和输出匹配网络、线性化偏置网络以及自适应偏置网络；其中，
2.根据权利要求1所述的一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，其特征在于，所述正交耦合器采用集总型正交耦合器，具体包括电感l1、电容c1、电容c3、电感l2、电感l3、电容c2、电容c4、电感l4以及电阻riso；其中，
3.根据权利要求1所述的一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，其特征在于，所述输入匹配网络采用集总lc元件实现阻抗匹配，具体包括电容c5、电容c6、电感l5、电容c7、电容c8以及电感l6；其中，
4.根据权利要求1所述的一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，其特征在于，所述主路驱动放大器包括晶体管q1、晶体管q2、电阻r1、电阻r2、电容c17以及电感l17；其中，
5.根据权利要求1所述的一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，其特征在于，所述级间匹配网络为采用低q低损lc元件实现阻抗匹配，具体包括电感l7、电感l9、电容c9、电容c11、电感l11、电感l8、电感l10、电容c10、电容c12以及电感l12；其中，
6.根据权利要求1所述的一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，其特征在于，所述主路输出放大器包括晶体管q5、晶体管q6、电阻r5、电阻r6、电容c19以及电感l19；其中，
7.根据权利要求1所述的一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，其特征在于，所述阻抗逆变和输出匹配网络包括电感l13、电容c13、电感l14、电容c14、电容c15、电容c16、电感l15以及电感l16；其中，
8.根据权利要求1所述的一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，其特征在于，所述线性化偏置网络包括晶体管q9、晶体管q10、晶体管q11、电阻rp1以及电容cp；其中，
9.根据权利要求1所述的一种w波段高回退效率高线性度多尔蒂功率放大器，其特征在于，所述自适应偏置网络包括包络检波器和共源极放大器；所述包络检波器包括电容cin、电阻rtune、晶体管m1、电阻rpp以及电容cf；所述共源极放大器包括晶体管m2、晶体管m3、电阻rda、电阻rpa、电容cda以及电容cpa；其中，
