lte-advanced系统中高效率宽带功率放大器研究及线性化

《lte-advanced系统中高效率宽带功率放大器研究及线性化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、隶韵大·嘤博士学位论文万方数据LTE．Advanced系统中高效率宽带功率放大器研究及线性化本论文得到国家科技重大专项(2010ZX03007-003·02)的资助。万方数据INVESTIGATIONSONHIGHI』yEFFICIENTWIDEBANDPOWERAMPLIFIERANDITSLINEA对ZATIONFORLTE．ADVrANCEDSYSTEM4DissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctoro

2、fEngineeringBYⅪAJingSupervisedbyProfessorZHUXiaoweiStateKeyLaboratoryofMillimeterWavesSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityMay2014Ⅲ6Ⅲ4川3舢7洲0舢7川2删Y万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位沦文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，沦文中不包含其

3、他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南火学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贞献均ij在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：程Et期：研究生签名：缝期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采片j影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分

4、内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签粥：监一一一导师签名：率}⋯万方数据摘要LTE-Advanced系统中高效率宽带功率放大器研究及线性化博士生：夏景导师：朱晓维教授(东南大学信息科学与工程学院毫米波国家重点实验室)摘要功率放大器是无线通信系统中的主要功能部件之一，对整个系统的数据传输速率、频谱利用率、效率以及带外频谱杂散等指标都会产生重要的影响。为了满足高达1Gbps数据速率的要求，LTE—Advanced系统采用了载波聚合技术和OFDM调制方式，导致信号带宽增加至100M

5、Hz，信号峰均比提高至9dB以上，对功率放大器的瞬时带宽和效率指标等性能提出了严重挑战。因此，高效率宽带线性功率放大器的研究成为了当今无线通信领域研究的热点之一。本文针对功率放大器大范围回退时的效率、瞬时带宽以及线性度等要求，在国家科技重大专项课题“高效率、线性宽带功放模块”的资助下，开展了高效率宽带线性功率放大器的研究。论文的主要工作如下：1．对Doherty功率放大器在宽带工作时峰值放大器饱和功率偏低和增益不平坦所带来的影响进行了理论分析。为了解决由此引起的带内负载调制不充分以及效率、功率不一致等

6、问题，提出了一种增强宽带内Doherty放大器负载调制以及功率和效率一致性的方法。该方法包括为峰值放大器选择高功率的负载阻抗，适当提高其栅极偏置电压以及优化其输入匹配网络。在100MHz宽带调制信号激励下，采用该方法设计的2．5．2．6GHz频段Doherty功率放大器在9dB功率回退时效率达到40％。利用宽带数字预失真系统对功率放大器进行线性化，ACLR改善至约．48dBc。仿真和测试结果验证了所提方法的有效性。2．为了进一步提高宽带调制信号激励时Doherty放大器的效率和线性度，对Doherty

7、放大器的负载调制网络进行了分析，提出了一种改进的负载调制网络及相应的载波和峰值放大器负载阻抗的选取方法。通过计算峰值和载波放大器的功率比和电流比，对负载调制网络中的传输线特性阻抗进行改进，使峰值放大器实现完全的负载调制，保证其能够输出最大功率。同时，通过使载波放大器在低功率状态时具有高于2Zo的负载阻抗，实现了更高的回退效率。采用此方法设计的3．4．3．5GHz频段Doherty功率放大器，在100MHz宽带调制信号激励下，测试的9dB功率回退效率超过40％，线性化后ACLR低T万方数据东南大学博士学

8、位论文于-48dBc。仿真和实验结果表明，与传统Doherty放大器相比，该方法设计的功率放大器在大功率回退时实现了更高的效率。3．针对宽频带无线通信系统的需要，设计了一种连续逆F类宽带高效率功率放大器。选取了满足连续逆F类工作模式的基波和谐波阻抗，通过具有低通特性的阶跃阻抗匹配电路使谐波负载阻抗分布在一个特定的连续区域内，从而避免了传统F类／逆F类放大器需要精确控制谐波阻抗而只能工作在窄带的问题，研制了相对工作带宽超过50％，饱和效率超过64％的2．3