F类Doherty功率放大器的设计

为了满足新一代基站对功率放大器效率的要求,将开关F类功率放大器与Doherty理论相结合,并从实际应用考虑,采用LDMOS管研制了一款应用于FDD-LTE基站的高效率功率放大器,并将其与数字预失真系统结合。实测结果显示,设计的功放小信号增益为15dB左右,整个6dB回退范围内的功率附加效率大于42%,经过数字预失真系统纠正后的ACLR达-60dBc@5MHz,基本实现了高效率和高线性度的设计要求。     

宽带Doherty功率放大器的理论和设计

从Doherty功率放大器的基本原理出发,导出Doherty功率放大器设计的关键参数α,并给出该参数同系统信号的峰均比、主峰管之间的功率比、功率放大器阻抗参数之间的关系。根据对该参数的物理关系及传统Doherty功率放大器架构对带宽的限制性因素的研究,探索出一种提升传统Doherty的设计理论和方法,并在工程上进行了验证。     

基于功放管最优负载阻抗的Doherty功率放大器效率提升方法

本文给出了一种提高Doherty功率放大器（DPA）效率的方法．为减轻非理想负载调制和膝点电压效应引起的DPA效率下降,首先分析得出了载波和峰值功放管负载阻抗应满足的要求,推导出了与载波放大器负载阻抗相关的等驻波比圆,并使用该圆得到了载波功放管的最优负载阻抗,以提高DPA的效率．根据所提方法设计并实现了一个工作在2．35GHz的非对称DPA．单音信号测试时,该放大器的饱和功率为49．3dBm,在峰值和8dB回退功率下其漏极效率分别高于68％和55％．五载波100MHz LTE-advanced信号激励下,输出功率40．5dBm时该放大器的平均效率为50．5％,其校正后的邻道泄露比（ACLR）低于－47．5dBc．实验结果表明,本文设计的非对称Doherty放大器具有较高的平均效率和良好的线性度性能,验证了所提方法的有效性．     

线性化Doherty功率放大器设计

结合射频数字预失真技术和Doherty技术提出了一种WCDMA线性化功率放大器的设计方案。通过计算机辅助设计和ADS仿真分析，功率放大器在输出35瓦（45．4dBm）的情况下，ACLR达到-55dBc。     

基于谐波控制的线性高效Doherty功率放大器

设计并实现了一款工作在3.5 GHz全球微波接入互操作性(WiMAX)波段的高效率、线性Doherty功率放大器。通过合理控制载波功放的包络阻抗、谐波阻抗以及利用Doherty载波功放和峰值功放线性抵消原理,使得Doherty功率放大器同时满足高的效率和线性度。仿真结果表明：通过合理调节峰值功放的栅极偏压,所设计的Doherty功放在保证三阶交调失真(IMD3)和五阶交调失真(IMD5)低于-30 dBc时,功率附加效率(PAE)可高达63%。     

非对称功率输入Doherty功率放大器研究与设计

为在高线性的前提下提高 LTE 基站系统中的功率放大器效率,基于 ADS 软件设计了一款工作频段2.5~2.7GHz不对称功率输入的Doherty功率放大器。采用飞思卡尔公司的MRF6S27015N LDMOS工艺晶体管,设计了一种采用offset line可变功率输入的非对称Doherty功率放大器。只需通过调整offset line就可调整输入功率比,便于使系统调整到最合适的输入功率比值。     

Doherty功率放大器研究与设计

在无线通信系统设计中,功率放大器设计是很重要的一部分,影响着整个系统的性能。效率和线性度则是功率放大器的两个重要的指标,也是设计功率放大器的重点。详细介绍了用来提高功率放大器效率的Doherty结构,并通过使用ADS2004仿真设计了一个符合指标的30 W Doherty功率放大器。     

Doherty功率放大器研究与实现

在无线通信系统中,功率放大器的性能是否优良将直接影响整个通信基站的性能.介绍了一种工作频段在1 037～1 057 MHz采用Doherty结构的高效率功率放大器的仿真和设计过程.通过对其原理的理论推导,结合仿真对性能的分析.最终测试的结果显示实际输出效率39.7％,输出功率44 dBm.测试结果证实本设计能够满足在通信系统中的应用,显示Doherty架构比传统的回退技术具有更高的效率.     

线性化Doherty功率放大器的研究

阐述了线性化功率放大器的发展过程。利用ADS进行Doherty功放的仿真分析,设计了一种多个放大器并联的Doherty功放电路,并与经典的Doherty功放比较效率的高低。研究结果表明,此多级并联Doherty功放电路比传统功率放大器效率要高,并且有电路简单、成本低、工作稳定等优点。     

三路Doherty功率放大器的设计与仿真

基于可有效提高功放效率的Doherty理论,对两路非对称Doherty所存在的问题进行剖析,提出了一种嵌入内Doherty的三路Doherty(3-way Doherty)结构,并对该三路Doherty的工作状态和阻抗变换等基本理论作了细致描述与分析,最终结合多谐波双向牵引技术和双匹配技术,成功设计了一款平均输出功率为5W的TD-LTE直放站三路Doherty功率放大器.中心频率2600 MHz的仿真结果表明,平均输出功率处的三阶互调系数IMD3为-36 dBc,增益Gp达10.6 dB,功率附加效率PAE保持在56％左右,较普通AB类功放有近38％的提高,且在整个12dB回退范围内功率附加效率曲线相对平坦,符合现代功放高功率回退和高效率的设计要求,可以与数字预失真技术结合用于实际直放站中.     

一种非对称Doherty功率放大器设计

针对传统Doherty功率放大器功率回退范围小、有源牵引不足的缺陷,在传统Doherty基础上进行改进,采用不同峰值输出功率功放管的非对称Doherty结构,并结合多谐波双向牵引技术,设计了应用于LTE-TDD基站的功率放大器.ADS仿真结果显示,在峰值输出功率回退10 dB处,3阶互调(IMD3)为-26 dBc,功率附加效率(PAE)达到47.6％,与AB类平衡功放相比,提高近30％,在保证线性度的同时,实现了高功率回退范围内的高效率;S11和S22小于-11 dB,增益约为16dB,且1 dB压缩点向3 dB压缩点过渡较为平滑,有利于与数字预失真系统结合.     

线性Doherty功放的优化设计

设计了一个高效率、高线性度的射频Doherty GSM基站功放。利用Doherty功放的载波放大器与峰值放大器之间的互调对消技术使Doherty功放的三阶互调干扰(IMD3)改善了11dBc;并通过相位补偿延迟线的前置处理进一步提高了功放的效率,使其效率比常用的平衡补偿线方案提高了4%左右。文中利用两个MRF9060功放管制作了一个GSM频段Doherty功放,其实测1dB压缩点功率(P1dB)达到了130W;双音测试表明:经过4.5dB的回退后三阶互调失真(IMD3)优于-35dBc,此时功率附加效率(PAE)高达47.3%;WCDMA 3GPP的测试结果表明:经过6dB回退后,其5MHz偏移量的邻道功率比(ACPR)优于-40.5dBc,PAE为43.5%,比AB类平衡功放的效率提高了17.8%。结果表明:该设计方案较好地解决了射频功放功率与效率之间的矛盾,适用于射频功放的设计。     

S波段GaN MMIC Doherty功率放大器

采用SiC衬底0.25 μm AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管工艺,研制了一款S波段GaN单片微波集成电路(MMIC)Doherty功率放大器,在回退的工作状态下仍可以保持较高的效率,可用于小型基站。为减小芯片尺寸,采用无源集总元件替代四分之一阻抗变换线;在输入端没有采用功分器加相位补偿线的结构,而是设计了一种集总结构的电桥来提高集成度。脉冲测试表明,在3~3.2 GHz频率范围内,饱和输出功率大于10 W,在回退6 dB处的功率附加效率(PAE)为38%,芯片尺寸为4.0 mm×2.4 mm。     

并发双波段Doherty射频功率放大器

通过分析并发双波段阻抗变换网络,设计了双波段延时线以及双波段四分之一波长阻抗变换网络。在传统Doherty功率放大器基础上,运用双波段阻抗变换网络,设计了一款并发双波段Doherty。为了验证该并发结构的可行性,采用CREE公司的GaN功放管,设计了一款工作在2.1GHz以及2.5GHz频带的Doherty功率放大器,并实现了双频带内输出功率回退6dB时漏极效率大于33%,输出功率大于41.5dBm,且合路增益10dB左右。测试结果表明,并发双波段Doherty功放将更适合现代通信对多模多波段的要求。     

改进型宽带Doherty功率放大器的设计

根据Doherty技术,设计了一款改进型宽频带功率放大器。在设计过程中,分析了λ/4线对Doherty功率放大器(DPA)的影响。通过对阻抗比的研究,在理论上延拓了功放的带宽。此外,应用不对称功率输入结构来克服阻抗比变化所带来的非理想调制效应。为了证明文中的理论分析,采用飞思卡尔公司的LDMOSFET功放管MRF6S20010,最终设计实现了一款工作于1 900～2 200MHz的宽频带Doherty功率放大器。测试结果显示,改进型宽带功放相对于传统Doherty功率放大器有很大的优势,可用于无线通信领域。