【硕士论文】Doherty功率放大器的研究.pdf

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1、电子科技大学硕士学位论文Doherty功率放大器的研究姓名：郑青申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：延波20090501摘要由于现阶段的无线通信对带宽与承载高数据率的载波数的要求越来越高，而像记忆效应的存在，使设计一款拥有宽瞬时带宽的大功率功放的难度非常大。同时，现代无线通信系统的瞬时传输功率都拥有非常宽的变化范围与幅度与很高均峰比(R娘)，包括：CDMA．2000，WCDMA等等。这样就对基站功率放大器工作性能的线性度提出了很高的要求。为了满足线性度的要求，这些大功率功放往往工作点设置在A或者AB工作模式，并且还需要

2、回退相当大的功率来满足要求。同时，基站功放的效率也是现代无线通信系统的一个重要指标。由于通信系统日益小型化与轻量化，也带动了冷却系统的小型化；这样就要求功放的效率尽可能的高(来使散发的热量尽可能的少)。但由于基站功放工作在一个很深的回退状态，功放效率增强技术就变得非常重要。各种高效率功放渐渐成为现阶段研究的热点之一。本文首先对功率放大器设计中所涉及的技术与原理做了一个简介；在此基础上，分析了高效率功放包括LINC，EER，Doherty功放等理论和设计方法；并对Doherty放大器及偏置电路的设计等问题都做了详细的研究讨论，使用负载

3、牵引方法，来实现功放匹配的最优化。在使用ADS仿真并成功加工调试出Doherty功放：在43dBm的输出功率下，PAE大于35％，与单管放大器相比提升了10％以上；然后将DGS结构引入Doherty功放中。在经过HFSS对DGS基本单元的仿真与实物调试，此改进对改善DOHERTY功放谐波特性与进一步提升功放效率和输出功率的能力有着正面的影响，使Doherty放大器的性能得到进一步提升。全文分为7个章节：第一章为绪论，主要介绍通信产业对功放的要求，以及此项研究的必要性。第二章节介绍功率放大器的分类以及主要的技术指标。第三章节对各种高效

4、率功放(包括Doherty功放(DPA))进行相关射频电路和理论的介绍。第四章介绍了使用了负载牵引技术的DOHERTY放大器以及其驱动放大器MW4IC2230的仿真设计与实现。第五章简要介绍DGS结构的原理与对应低通模型的提取。第六章给出了应用DGS结构以后的Doherty放大器的实现与性能测试结果对比，验证了之前的假设。第七章对整篇文章进行概括。关键词：负载牵引，Doherty技术，缺陷地结构，功率附加效率，谐波ABSTRACTThecurrentwirelesscommunicationsystemshavemadesignif

5、icantprogresstowardincreasedbandwidthandnumberofcarriersforhigh·data—rateapplications．Memoryeffects，however,makeitverydifficulttodesignahigh-poweramplifier谢thawideinstantaneousbandwidth．Inadditiontobandwidthconcerns．theinstantaneoustransmitpowersofthewirelesscommunicat

6、ionsystems，suchasCDMA-2000，wide—bandcodedivisionmultipleaccess(WCDMA)．orthogonalfrequencydivisionmultiplexity(OFDM)andSOon,varywidelyandrapidly,carryinghighpeak—to-averageratio(PAR)signals．Thebasestationpoweramplifiersforthesystemsrequireahighlinearitytoamplifythehi曲PA

7、RsignalsoRrcewithoutdistortion．Tosatisfylinearityrequirements，thepoweramplifiersareusuallybiasedatclassAorABmodeandmustoperateatalargeamountofback-offfromthepeakoutputpower．Meanwhile，averyrequirementofthebasestationpoweramplifierforthemodemwirelesscommunicationsystemsi

8、shighefficiency．Asthecommunicationsystemsarereducedinbothsizeandcost，thecoolingsystemshouldbesimpleandsmall，requiring