三路宽带Doherty功率放大器的研究

发布时间：2020-06-02 09:42

【摘要】：在射频前端和微波系统中,功率放大器在实现高性能和低成本方面扮演着至关重要的角色。新的无线通信系统出现了多种复杂的信号调制方案(WCDMA,OFDM等),新的信号编码意味着需要处理具有时变包络的信号,典型的峰均功率比(PAPR)在6 dB-12 dB范围内。本文着眼于大峰均比信号对功率放大器提出的宽带、高效率、大功率回退范围的要求,完成了三路宽带Doherty功率放大器的设计。另一方面,复杂的通信频带意味着单路功率放大器的带宽拓展也具有重要意义,为此本文探讨基于相移参数的连续类功率放大器。本论文的主要内容如下:1、针对传统连续类功率放大器中谐波阻抗要求严苛的问题,通过在传统连续F类功率放大器的输出电压波形表达式中引入相移参数,从而拓宽基波和二次谐波的最优阻抗区域,二次谐波的阻抗区域向Smith圆图内部拓展,基波的阻抗区域从一维区域变成二维,从而提高了宽带功率放大器的设计自由度。本文基于理论分析的各次谐波阻抗区域设计了一个频率范围在0.7 GHz-3.5 GHz的宽带功率放大器,仿真结果显示,在整个频带内,饱和输出功率40.5 dBm-42 dBm,漏极效率60%-71%,增益10.9 dB-15 dB。2、以近期报道的一种新型三路Doherty功率放大器为基石,将两点匹配及反向双侧匹配技术引入至三路宽带Doherty功率放大器的设计中,从而在解决经典三路Doherty功率放大器过饱和问题的基础上,极大的拓展了三路Doherty功率放大器的带宽。该拓扑结构利用三个峰值功率相同的晶体管就能实现9.5 dB的功率回退范围,而对经典三路Doherty功率放大器,若采用相同的晶体管,则理论上的功率回退范围为6 dB。本文通过分析三路宽带Doherty功率放大器的带宽限制因素,选取合适的宽带匹配方案,将两点匹配和反向双侧匹配分别用于主路和两个辅路功率放大器输出匹配网络的设计。为验证所提方案的有效性,本文研制了一款频率范围在1.6 GHz-2.9 GHz的三路宽带Doherty功率放大器。仿真饱和功率在43 dBm-46.5 dBm之间,回退9.5 dB处的漏极效率大于39.5%,峰值功率处的漏极效率大于48.8%。
【图文】：

Doherty功率放大器的基本结构

N路Doherty功率放大器拓扑结构
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN722.75

【参考文献】

相关博士学位论文 前1条

1 黄超意;宽带线性高效率功率放大器研究[D];电子科技大学;2018年

相关硕士学位论文 前1条

1 董磊;谐波控制类高效率功率放大器研究[D];电子科技大学;2012年

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本文编号：2692968