宽带高效Doherty功率放大器的研究

发布时间：2017-07-03 17:15

  本文关键词：宽带高效Doherty功率放大器的研究

  更多相关文章： 改进负载调制结构 宽带匹配 高效率 Doherty功率放大器

【摘要】：随着无线通信的高速发展,信息的传输速率以及带宽越来越高。为了满足传输速率的要求,信号的调制方式越来越复杂,导致信号的峰均比很高,需要新的发射机结构,射频功率放大器作为发射机中最重要的部分,其线性和效率这两个指标比较重要。而Doherty功率放大器因其独特的优势,在基站的应用中比较受欢迎。本文依此为背景,针对Doherty功率放大器的带宽和效率展开研究,现将研究工作归纳如下:(1)结合传统Doherty功率放大器基本原理,详细分析限制其带宽的几个主要因素,主要包括:宽带匹配网络的限制,四分之一阻抗变换线对Doherty功放带宽的影响,主功放、峰值功放电流大小对Doherty功放负载调制的影响,峰值功放补偿线对主功放的影响。(2)提出改进负载调制结构的Doherty功率放大器,针对其负载调制网络,分析主功放、峰值功放负载阻抗的一般表达式,并将其与传统Doherty功率放大器进行对比。依据此结构设计了一款3.5GHz高效线性Doherty功率放大器,主功放、峰值功放均采用Cree公司的CGH40010F晶体管,Doherty功率放大器的饱和输出功率为43dBm,回退6dB漏极附加效率效率为53.3%;输入间隔信号为5MHz双音信号时,输出功率小于37dBm时,Doherty功放的IMD3均小于-30dBc。(3)结合宽带匹配理论,拓展改进负载调制结构Doherty功率放大器的带宽。首先利用S参数和反射系数理论,分析主功放输出网络特性,得到其输入端的等反射系数圆。之后,结合此理论分析设计一款非对称功率Doherty功率放大器,工作频段为3.2—3.7GHz,主功放、峰值功放分别采用Cree公司的CGH40010F、CGH40025F晶体管。Doherty功率放大器的饱和输出功率均大于45dBm,回退7.5dB漏极平均效率为47%,回退9.5dB漏极平均效率为40%,实现宽带高效设计目标。
【关键词】：改进负载调制结构 宽带匹配 高效率 Doherty功率放大器
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN722.75
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外目前研究现状12-14
• 1.3 本文的内容与结构14-15
• 第二章 Doherty功率放大器的特性分析15-37
• 2.1 现有高效率放大器技术方案15-19
• 2.1.1 LINC结构15-16
• 2.1.2 包络消除与恢复技术（EER）16-17
• 2.1.3 包络追踪技术（ET）17-18
• 2.1.4 Doherty功率放大器技术18-19
• 2.2 Doherty功率放大器基本特性分析19-26
• 2.2.1 有源负载牵引理论分析19-21
• 2.2.2 主、峰值功放的负载变化规律21-26
• 2.3 Doherty功率放大器的优缺点26-33
• 2.3.1 Doherty功率放大器的优点26
• 2.3.2 Doherty功率放大器的缺点26-33
• 2.3.2.1 宽带匹配技术26-29
• 2.3.2.2 阻抗变换线29-31
• 2.3.2.3 主功放、峰值功放饱和电流的影响31-32
• 2.3.2.4 峰值功放补偿线的影响32-33
• 2.4 改进负载调制的Doherty功率放大器33-36
• 2.4.1 负载调制网络33-35
• 2.4.2 输出匹配网络35-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 3.5GHz高效率线性Doherty功率放大器的设计37-60
• 3.1 设计指标37
• 3.2 Doherty功率放大器不同工作状态的分析37-39
• 3.2.1 小功率输入Doherty功率放大器工作状态37-38
• 3.2.2 中功率输入Doherty功率放大器工作状态38
• 3.2.3 高功率输入Doherty功率放大器工作状态38-39
• 3.3 Doherty功率放大器的设计39-57
• 3.3.1 主功放的设计39-49
• 3.3.1.1 静态电流39-40
• 3.3.1.2 稳定性40-41
• 3.3.1.3 偏置电路41-42
• 3.3.1.4 主功放最优源阻抗、负载阻抗的确定42-44
• 3.3.1.5 主功放的设计44-49
• 3.3.2 峰值功放的设计49-50
• 3.3.3 功率分配器的设计50-51
• 3.3.4 Doherty功率放大器的线性度分析51-54
• 3.3.5 Doherty功放的设计54-57
• 3.4 3.5 GHz高效线性Doherty功率放大器的测试57-59
• 3.4.1 测试平台57
• 3.4.2 测试注意事项57-58
• 3.4.3 测试结果与分析58-59
• 3.5 本章小节59-60
• 第四章 宽带高效Doherty功率放大器的设计60-72
• 4.1 宽带高效Doherty功率放大器的设计60-68
• 4.1.1 设计指标60
• 4.1.2 宽带主功放的设计60-64
• 4.1.3 宽带峰值功放的设计64-65
• 4.1.4 非对称功分器的设计65-66
• 4.1.5 Doherty功率放大器的设计66-68
• 4.2 宽带高效Doherty功率放大器的测试68-71
• 4.3 本章小节71-72
• 第五章 总结与展望72-74
• 5.1 论文总结72
• 5.2 论文展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间取得的成果80-81

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本文编号：514546