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。     

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。     

高效率基站Doherty功放的研究

随着无线通信系统的发展,人们对数据和信息的需求在不断的增加。功率放大器作为通信系统中最重要的模块之一,功放的性能对整个系统性能的影响至关重要。面对高速增长的移动数据业务和频谱资源短缺的威胁,高峰均比（PAR）的调制方式不断出现,如OFDM调制方式,这就对功放的线性度提出了较高的要求。为了保证信号的线性度,一般采用功率回退的方法来实现。以NXP公司的140W晶体管为模型,在ADS仿真软件中设计对称Doherty仿真电路。设计完成的功放电路能够在6dB功率范围内保持高效率工作。     

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．     

Linearisation of asymmetrical Doherty amplifier by the even-order non-linear signals

This paper considers the linearisation of an asymmetrical two-way Doherty amplifier by the method that uses the second harmonics and fourth-order non-linear signals for linearisation. These even-order signals for linearisation are extracted at the output of the peaking amplifier, adjusted in amplitude and phase and injected at the input and output of the carrier amplifier transistor in the Doherty configuration. The effect of linearisation has been experimentally confirmed on a fabricated asymmetrical Doherty amplifier with the additional circuit for linearisation. The suppression of the third-order intermodulation products has been carried out for two-tone test, 64QAM and WCDMA digitally modulated signals in a range of signal power.     

250W三路高功率Doherty放大器的设计

为了提高数字电视发射机的效率,采用一种新型的三路Doherty电路。基于传输线理论和有源负载牵引理论,推导出三路Doherty的工作原理,同时利用ADS设计一个双三路Doherty电路,并用于数字电视发射机。仿真结果表明,该放大器在功率回退9.1dB时,出现第一个效率峰值点,在整个回退范围内具有3个效率峰值点。实测结果表明,在610MHz中心频率和54dBm输出功率下,该放大器的效率可达41.2%。     

2.4GHz全集成CMOS Doherty功率放大器

采用0.18μm CMOS工艺设计并制作了一个2.4 GHz全集成CMOS Doherty功率放大器.着重考虑了片上螺旋电感的回流路径对电感模型的影响,并在设计中使用了一种新颖的螺旋电感版图结构来避免回流路径的影响.实测结果表明该功率放大器增益达到16dB,1dB压缩点为20.5dBm,峰值输出功率和对应功率附加效率分别为21.2dBm和20.4％,整个芯片面积为2.8mm×1.7mm.     

基于数字预失真技术的MCPA系统设计与实现

在现代通信系统中,为了充分利用已有的硬件资源,增加载波数量,最有效的方法就是采用多载波技术.文章介绍了一种基于数字预失真技术的MCPA系统的设计与实现.文章阐述了系统平台的软硬件架构,验证了系统的可行性.测试结果表明,该系统启动速度快,运行稳定可靠,实用性强.     

宽带高效率Doherty 电路的雷达应用设计

针对未来多功能一体化雷达探测、通信等多样化需求,雷达系统的发射链路需要在探测和通信两种 不同应用下同时输出高效率特性。但是基于非恒包络的通信信号具有高峰均比特点,而雷达系统恒包络信号却可以在高的饱和功率点工作。要求发射链路的功放既能在饱和输出高效率,还要在回退功率处仍然具有高效率特性。文中的雷达发射通道设计中,使用10 W 内匹配式功率放大器,验证了同时具有雷达探测和无线通讯的宽带高效率Doherty 功放电路。功放电路对输入功分电路采用双节宽带设计, 并使用短路切贝雪夫阶梯阻抗变换结构设计输出合成网络, 使得Doherty 电路在功放原来14%相对工作带宽内具有回退高效率, 其中6 dB 功率回退效率最大提升10%, 并满足雷达工作特性参数要求。     

基于GaAs HBT工艺的高增益宽带Doherty功率放大器设计

在传统Doherty功率放大器的基础上,采用砷化镓(GaAs)异质结双极晶体管(HBT)工艺,设计了一款可应用于5G通信N79频段(4.4~5 GHz)的高回退效率MMIC Doherty功率放大器(DPA)。通过在Doherty电路中采用共射-共基结构,并在共射-共基结构中加入共基极接地电容,大幅提升了DPA的增益和输出功率。使用集总元件参与匹配,减小了芯片的面积。仿真结果表明,在目标频段内,增益大于28 dB,饱和输出功率约为38 dBm,饱和附加效率(PAE)为63%,7 dB回退处的效率达到43%。