Doherty技术研究及电路设计

发布时间：2017-08-14 15:33

  本文关键词：Doherty技术研究及电路设计

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【摘要】：2014年被誉为4G元年,第4代移动通信系统,例如TD-LTE和FDD-LTE,通常在处理信号时采用了一些非常复杂的调制方式,为了在有限的时间内传输大量的数据,变化迅速并且表现出很高的峰均功率比成了被调制信号的一大特点,这些变化幅度很大的被调制信号在经过非线性系统的放大之后,更容易产生非线性失真,诸如谐波失真和交调失真等,在无线通信基站中,功率放大器是非常重要的关键模块,良好的线性度是保证系统无失真的放大高峰均功率比的信号的前提条件,因为如果当信号经过通信系统的放大之后非线性失真变得十分严重,在这种情况下进行的信号传输是没有意义的,在实际应用中,在尽量满足高效率的情况下消除系统的非线性失真也是一个紧要的需求。在这样的背景下,本文选取了Doherty功放结构与模拟预失真技术结合的设计方案,并以ADS(Advanced Design System)软件为平台进行了电路的设计和仿真,在功放三阶交调基本维持在-39dBc附近的同时保证了功率附加效率大于35%。满足了同时兼顾功放线性度和效率的设计目标。研究成果如下：(1)通过设计Doherty结构的功放达到高效率的设计目标。研究采用了Freescale的LDMOS场效应晶体管MW6S004N对整体Doherty进行设计,MW6S004N的模型可以通过DesignKit导入ADS,最后整体Doherty功放在中心工作频率为900MHz时增益约为12.9dB,带宽约为40MHz,带内增益平坦度可控制在1dB以内,功率附加效率为41%,在同等输出功率的情况下,在普通功放的效率基础上提升了18%,从而满足了设计目标中对于高效率的实现。(2)通过模拟预失真结构保证整体功放的线性度要求,研究采用了Freescale的LDMOS场效应晶体管MRF6V4300, MRF6V2010及MMG3014NT1完成了对模拟预失真系统的设计,通过ADS对功放系统进行仿真可得出结论,用双音信号作为系统输入,当双音信号的频率间隔在900MHz至950MHz之间时,用于考量系统线性度的指标三阶交调小于-40dBc,比采用模拟预失真结构之前的功放系统改善了12dB。达到了在保证功放高效率的情况下改善系统线性度的目的。
【关键词】：Doherty功率放大器 模拟预失真技术 线性度
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本论文主要工作内容12-14
• 第2章 射频功放设计原理及线性化技术14-23
• 2.1 功率放大器的非线性失真14-15
• 2.2 功放的非线性指标15-18
• 2.2.1 三阶互调系数15-16
• 2.2.2 输出功率1dB压缩点16
• 2.2.3 三阶截断点16-17
• 2.2.4 邻信道泄漏功率比17-18
• 2.3 功放的工作状态18-22
• 2.3.1 A类工作状态18-19
• 2.3.2 B类工作状态19-20
• 2.3.3 AB类工作状态20-21
• 2.3.4 C类工作状态21-22
• 2.4 总结22-23
• 第3章 DOHERTY功放原理及设计23-35
• 3.1 DOHERTY功放的结构23-24
• 3.2 DOHERTY功放的工作状态和效率分析24-26
• 3.3 计算传输线的特性阻抗26-28
• 3.4 论文设计指标28
• 3.5 功放的具体电路设计28-34
• 3.5.1 功率晶体管的选择28
• 3.5.2 功率管直流特性分析28-29
• 3.5.3 偏置电路设计29-30
• 3.5.4 匹配电路设计30-32
• 3.5.5 单级功率管的仿真32-34
• 3.6 总结34-35
• 第4章 模拟预失真器的设计和仿真35-50
• 4.1 概述35
• 4.2 功放的线性化技术简介35-38
• 4.2.1 功率回退法35
• 4.2.2 反馈法35-37
• 4.2.3 前馈法37
• 4.2.4 预失真技术37-38
• 4.3 模拟预失真38-39
• 4.3.1 模拟预失真技术基本原理38-39
• 4.3.2 串联二级管预失真器39
• 4.3.3 同向并联二极管对预失真器39
• 4.4 具体电路设计及方案39-49
• 4.4.1 确定静态工作点40-41
• 4.4.2 偏置电路设计41-42
• 4.4.3 匹配网络设计42-47
• 4.4.4 衰减器设计47
• 4.4.5 延时器设计47-49
• 4.5 总结49-50
• 第5章 总结与展望50-52
• 5.1 本文的主要工作50
• 5.2 研究工作的前景50-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-56

【共引文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 赵景梅;射频功放行为模型及电路仿真技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

2 张琪;一体化雷达系统的高速通信技术研究[D];南京理工大学;2012年

3 朱伟;射频功率放大器互调失真的综合分析与仿真[D];哈尔滨工业大学;2007年

4 瞿卫燕;OFDM系统中抑制非线性失真技术的研究[D];复旦大学;2010年

5 鲁铖;基于雷达一体化体制下的调制解调分析[D];西安电子科技大学;2013年

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本文编号：673406