Doherty功率放大器的设计

论文摘要

在现代无线通信系统中,功率放大器对通信系统的影响越来越大,系统对功率放大器的要求越来越高,无线通信要求在很窄的带宽内传输尽可能多的数据,这就必须有更为复杂的调制方式,这些调制方式要求信号有较大的动态输入范围,所以对功率放大器的线性度要求很高,在现代调制方式中,WCDMA系统采用了非恒定包络调制,信号具有峰值平均值相差较大。传统的功率回退法设计的射频功率放大器,难以满足高峰均比下的效率要求,导致电力资源的浪费,进而引起基站系统的散热问题,系统性能不稳定,增加运作成本。因此,研究设计一种低功耗、高效率的功率放大器是未来基站或直放站的发展方向。最近几年,为了解决效率和线性度的问题Doherty功率放大器用于基站和直放站成为研究热点。论文针对W-CDMA通信系统对功率放大器的指标要求,采用Freescale公司提供的MRF21030LDMOS管,设计了一种高线性度、高效率的Doherty功率放大器。设计中应用源牵引和负载牵引技术,得到管子的最佳源阻抗和最佳负载阻抗。合理的设置偏置电路,使Doherty功率放大器具有合适的静态工作点。通过在功率放大器的输出匹配网络中加入微带补偿线,解决了Doherty功率放大器的功率泄露问题,提升了Doherty功率放大器的效率。通过ADS仿真,对Doherty功率放大器进行仿真测试,验证了其优良性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 立题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 本文的主要内容
• 第二章 功率放大器简介
• 2.1 功率放大器的分类
• 2.1.1 A类功率放大器
• 2.1.2 B类功率放大器
• 2.1.3 AB类功率放大器
• 2.1.4 C类功率放大器
• 2.1.5 D类功率放大器
• 2.1.6 E类功率放大器
• 2.1.7 F类功率放大器
• 2.2 功放的技术参数
• 2.3 功率放大器线性化技术介绍
• 第三章 DOHERTY功率放大器的分析
• 3.1 DOHERTY功率放大器
• 3.2 负载牵引理论（LOAD-PULL）
• 3.3 功率分配器
• 3.4 传输线的特性能阻抗
• 3.5 DOHERTY功率放大器的效率
• 第四章 DOHERTY功率放大器的设计
• 4.1 功放管的选择
• 4.2 ADS开发软件介绍
• 4.3 直流偏置以及稳定性分析
• 4.4 功放匹配电路的设计
• 4.4.1 电路匹配方法
• 4.4.2 负载牵引法确定最佳负载阻抗
• 4.4.3 匹配网络及偏置电路的设计
• 4.5 DOHERTY功率放大器的组成及优化
• 4.5.1 信号合成
• 4.5.2 功率分配器的设计
• 4.5.3 加入微带补偿线（Offsetline）的优化方法
• 第五章 DOHERTY功率放大器仿真分析
• 5.1 载波功放仿真分析
• 5.2 DOHERTY功放仿真分析
• 5.3 DOHERTY功放性能与栅压的关系
• 5.3.1 载波功放栅极偏压影响分析
• 5.3.2 峰值功放偏压影响分析
• 总结与展望
• 一、本文工作总结
• 二、下一步工作展望
• 参考文献
• 致谢