基于GaN器件的高效宽带Doherty射频放大器

发布时间：2023-02-16 17:29

　　随着通信技术的飞速发展,目前正处于4G通信向5G通信过渡的时期,在5G通信技术快速崛起的背景下,要求通讯系统具备更高的吞吐量、低延迟、高可靠性、增强的可扩展性和节能等特性。新技术要求使用最小频谱传输最大的数据量。频谱是昂贵的,这需要复杂的调制技术来产生需要线性放大的宽动态信号。另外,节能则必然要求更高的效率。所以,对于现代无线通信系统来说,迫切要求功率放大器具有高效率,宽带宽,高线性度,高功率等性能。为了满足5G通信技术应用对功率放大器的复杂要求,本文针对自主研发GaN器件设计出了一款高效率、宽带的Doherty功率放大器。该论文所包含的工作内容以及创新点如下所示:(1)本文基于GaN器件设计了一种非对称宽带Doherty功率放大器,其载波功率放大器工作在Class AB状态,其漏极采用28V供电,栅极采用-2.7V供电;峰值功率放大器工作在Class C状态,其漏极采用32V供电,栅极电压为-5.2V,因此,具有更宽的功率回退性能。(2)本文创新性的提出了一种新的输入、输出宽带匹配方法。载波放大器以及峰值放大器的输入电路匹配设计均采用低通滤波器宽带匹配,输出电路匹配设计均采用带通滤波...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 国内外研究概况
        1.3.1 国外研究概况
        1.3.2 国内研究概况
    1.4 论文的主要研究内容
第二章 功率放大器的主要性能指标
    2.1 带宽
        2.1.1 工作带宽以及百分数带宽的定义
        2.1.2 晶体管增益滚降效应
        2.1.3 可变的器件输入、输出阻抗
        2.1.4 晶体管固有的带宽约束
    2.2 功率增益
    2.3 效率
        2.3.1 漏极效率(DE)
        2.3.2 功率附加效率(PAE)
    2.4 线性度
        2.4.1 互调失真
        2.4.2 邻道功率泄露比(ACPR)
        2.4.3 AM/AM与 AM/PM
        2.4.4 误差向量幅值(EVM)
    2.5 总结
第三章 功率放大器的宽带匹配技术
    3.1 Bode-Fano约束条件
    3.2 带通滤波器原型的匹配方法
    3.3 小反射理论匹配方法
        3.3.1 二项式多节变换器的设计
        3.3.2 Chebyshev多节变换器的设计
    3.4 短节变阻器匹配方法
    3.5 总结
第四章 Doherty功率放大器的效率增强技术
    4.1 Doherty功率放大器的起源
    4.2 阻抗调制理论
    4.3 Doherty放大器的工作状态分析
        4.3.1 低输入功率区域分析
        4.3.2 中输入功率区域分析
        4.3.3 高输入功率区域分析
    4.4 Doherty放大器的功率和效率
    4.5 总结
第五章 基于Ga N的 Doherty功率放大器设计
    5.1 Doherty功放单管的直流扫描以及稳定性设计
        5.1.1 直流扫描
        5.1.2 稳定性设计
    5.2 Doherty功放单管的Load-Pull与 Source-Pull扫描
    5.3 Doherty功放单管的偏置电路设计
    5.4 Doherty功放单管的匹配电路设计
        5.4.1 载波功率放大器设计
        5.4.2 峰值功率放大器设计
    5.5 Doherty功率放大器合路仿真设计以及实物调试结果
        5.5.1 宽带等分Wilkinson功分器设计
        5.5.2 1/4 波长微带传输线的带宽约束
        5.5.3 后匹配电路设计
        5.5.4 Doherty合路以及调试结果与分析
    5.6 总结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文和专利
作者在攻读硕士学位期间所作的项目
致谢



本文编号：3744196