高效率Doherty功率放大器的研究与设计

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1、硕士学位论文高效率Doherty功率放大器的研究与设计作者姓名李玄平学科专业通信与信息系统指导教师章秀银教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年4月ResearchandDesignofHigh-efficiencyDohertyPowerAmplifierADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XuanPingLiSupervisor：Prof.XiuYinZhangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要射频功率放大器是发射机中最为关键的部分，它的作用是将小功

2、率信号按倍数放大然后送入天线完成信号的传输，同时它也是消耗能量最多的部分，所以低效的功率放大器会造成能量的浪费，还会产生大量热量降低整个系统的通信质量。另外，无线通信系统发展的趋势是用更少的时间传输更加海量的数据，这就意味着射频信号具有高峰均的特点。传统A类和AB类功率放大器功率回退时效率也会明显下降，已经无法满足无线通信系统的需求。而Doherty功率放大器被认为是提高功率放大器在输出功率回退区内效率的最有前景的方法，同时还具有结构简单、成本便宜等优势。正是在这样的背景下，本文主要做了以下工作：1.介绍了射频功率放大器的基础知识理论，详细分析了Doherty功率放大器的工作原理，指出了部分

3、Doherty功率放大器设计中的不足，提出了相应的解决方法。2.设计了一款中心频率为2.59GHz的Doherty功率放大器，在对工作原理充分理解的基础之上，详细分析了载波功放输出匹配网络之后相位补偿线的设计方法，同时利用峰值功放和载波功放的最大基波电流之比确定负载调制网络的相关参数，使得Doherty功率放大器具有更高的漏极效率。3.在2.59GHzDoherty功率放大器的设计经验基础之上，结合双频无源网络的设计方法，实现了一款中心频率分别为2.59GHz和3.5GHz的双频Doherty功率放大器，并且提出了新思路来降低双频Doherty功率放大器的设计难度。在以上双频Doherty电

4、路基础上拓展设计思路，通过共用载波功放的形式用3个晶体管又设计了一个新型结构的双频三路Doherty功率放大器，并且通过原理图仿真验证了该结构的可行性，该双频三路Doherty功率放大器与传统单输入端单输出端的单频Doherty功率放大器相比，只用了三个晶体管实现双频Doherty功率放大器，节约了晶体管成本，而且电路体积更小，集成度更高。与传统两路双频Doherty功率放大器相比，能够在提升整体性能的前提下同时输出两个频率信号，应用在双频系统中。关键词：功率放大器，Doherty，高效率，双频，三路IABSTRACTTheRFpoweramplifieristhemostcriticalp

5、artofthetransmitter.Itsroleistoamplifythelow-powersignalbyseveraltimesandsendittotheantennatocompletethetransmissionofthesignal.Atthesametime,itisalsothepartthatconsumesthemostenergy,sotheinefficientpoweramplifierwillcauseenergy.Thewastewillalsogeneratealotofheattoreducethecommunicationqualityofthe

6、entiresystem.Inaddition,thedevelopmenttrendofwirelesscommunicationsystemsistotransmitmoremassivedatainlesstime,whichmeansthattheRFsignalhasahighPAR.TheefficiencyoftraditionalClassAandClassABpoweramplifierswilldropsignificantlywhenitsoutputpowerfarfrommaximumoutputpower,whichcannolongermeettheneedso

7、fwirelesscommunicationsystems.TheDohertypoweramplifierisconsideredtobethemostpromisingmethodtoimprovetheefficiencyofthepoweramplifierintheoutputpowerretreatarea.Italsohastheadvantagesofsimplestructureandlow