高效率逆F類(lèi)Doherty射頻功率放大器研究.pdf

1、功率放大器作為發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的重要組成，其性能直接決定了發(fā)射機(jī)輸出信號(hào)的質(zhì)量與傳輸距離。同時(shí)，功率放大器也是通信系統(tǒng)中能耗最高的單元，其高效性設(shè)計(jì)不僅可以減少電力消耗，而且能夠降低系統(tǒng)對(duì)散熱裝置及電源的設(shè)計(jì)要求，提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。LTE系統(tǒng)通過(guò)采用 OFDM技術(shù)，在顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜利用率的同時(shí)，也導(dǎo)致信號(hào)具有很高的峰均比(PAPR)。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)高峰均比信號(hào)的高效線性放大，成為了4G系統(tǒng)中功放設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文重點(diǎn)

2、圍繞逆 F類(lèi) Doherty功放的效率增強(qiáng)問(wèn)題展開(kāi)研究，主要工作包括以下4部分：
　　(一)：對(duì)功放的主要性能指標(biāo)進(jìn)行了綜述，根據(jù)射頻放大器設(shè)計(jì)中對(duì)增益、功率和噪聲系數(shù)三個(gè)不同的性能需求，對(duì)應(yīng)分析了雙共軛匹配、功率匹配和噪聲匹配三種不同的設(shè)計(jì)原則。
　　(二)：主要圍繞 Doherty結(jié)構(gòu)的高效率回退性能展開(kāi)研究。根據(jù)有源負(fù)載牽引理論，分析了Doherty結(jié)構(gòu)中兩路功放在不同工作狀態(tài)下輸出電壓與電流、負(fù)載阻抗及效率等參數(shù)的變

3、化，給出整體效率回退曲線，肯定了Doherty結(jié)構(gòu)對(duì)高峰均比信號(hào)的處理能力。
　　(三)：主要圍繞 F類(lèi)/逆 F類(lèi)、逆 F類(lèi) Doherty功放的效率增強(qiáng)技術(shù)展開(kāi)研究。首先，介紹了F類(lèi)/逆 F類(lèi)功放的工作原理，討論了晶體管寄生參數(shù)對(duì)其開(kāi)關(guān)性能的影響。接著，給出了幾種包含寄生參數(shù)補(bǔ)償?shù)哪?F類(lèi)輸出端諧波抑制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對(duì)各結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析與參數(shù)計(jì)算。最后，將逆 F類(lèi)功放與Doherty結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，提出了一種高效率的逆 F類(lèi)

4、 Doherty功放結(jié)構(gòu)，對(duì)其工作過(guò)程中兩路功放的基波和諧波阻抗的變化進(jìn)行了分析，并對(duì)載波功放和峰值功放補(bǔ)償線的作用和長(zhǎng)度選取進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　(四)：完成了高效率逆 F類(lèi) Doherty功放的仿真設(shè)計(jì)、PCB的制作與調(diào)試及數(shù)字預(yù)失真線性化等工作。單音測(cè)試結(jié)果顯示，在930MHz處，功放回退7.5dB時(shí)漏極效率仍高達(dá)64.2％。910-950MHz頻帶內(nèi)，功放回退8dB時(shí)漏極效率均保持在50%以上，輸出功率均大于42.5dB