高效率逆F類Doherty射頻功率放大器研究.pdf

1、功率放大器作為發(fā)射機系統(tǒng)的重要組成，其性能直接決定了發(fā)射機輸出信號的質(zhì)量與傳輸距離。同時，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)計不僅可以減少電力消耗，而且能夠降低系統(tǒng)對散熱裝置及電源的設(shè)計要求，提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。LTE系統(tǒng)通過采用 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，也導(dǎo)致信號具有很高的峰均比(PAPR)。如何實現(xiàn)對高峰均比信號的高效線性放大，成為了4G系統(tǒng)中功放設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文重點

2、圍繞逆 F類 Doherty功放的效率增強問題展開研究，主要工作包括以下4部分：
　　(一)：對功放的主要性能指標(biāo)進行了綜述，根據(jù)射頻放大器設(shè)計中對增益、功率和噪聲系數(shù)三個不同的性能需求，對應(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)計原則。
　　(二)：主要圍繞 Doherty結(jié)構(gòu)的高效率回退性能展開研究。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)對高峰均比信號的處理能力。
　　(三)：主要圍繞 F類/逆 F類、逆 F類 Doherty功放的效率增強技術(shù)展開研究。首先，介紹了F類/逆 F類功放的工作原理，討論了晶體管寄生參數(shù)對其開關(guān)性能的影響。接著，給出了幾種包含寄生參數(shù)補償?shù)哪?F類輸出端諧波抑制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對各結(jié)構(gòu)進行了理論分析與參數(shù)計算。最后，將逆 F類功放與Doherty結(jié)構(gòu)進行了有機結(jié)合，提出了一種高效率的逆 F類

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