宽带高效率Doherty电路的雷达应用设计

发布时间：2021-01-02 21:36

　　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。 

【文章来源】：微波学报. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

Doherty功放负载调制原理

可以看到,主路和辅路的输出负载均为最优阻抗,电路最大输出效率仍为78.5%。结合Vin<0.5的情况,不同Vin下的Doherty功放两路电流特性以及整体输出效率如图2所示。从图2的Doherty特性曲线可以看出,辅路功放在6 dB回退功率处开启,此时主路为2Ropt高阻抗负载状态,因此保持78.5%的高效率输出,接着辅路功放开启对主路进行负载调制,直到两路输出电流相等,Doherty电路再次呈现78.5%的效率,实现回退功率高效率特性[4]。

实际设计中,由于功放最优输出阻抗Zopt一般为复数,需要进行输入输出匹配。同时,为了实现主路在回退功率处的高效率以及辅路对主路的开路状态,还会在电路输出端加入相位补偿线(offset-line)进行调节,相应电路如图3所示。为了实现负载调制,通常做法是在主路输出端加入λ/4阻抗变换器;且为了得到25 Ω公共负载,合并网络中也会加入λ/4阻抗变换器。从文献[4]可知,在偏离中心频率f0以外的频率工作时,会带来相位偏差及色散效应,影响Doherty宽带高效率特性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]调整峰值功放电流响应提高效率的LTE-A Doherty功放[J]. 孙引进,朱晓维.  微波学报. 2014(06)
[2]雷达—通信一体化研究[J]. 李廷军,任建存,赵元立,张金华.  现代雷达. 2001(02)



本文编号：2953685