基于LDMOS的Doherty功率放大器的设计

论文摘要

随着现代无线通信技术的发展,通信产品已经广泛的融入了人们的生活中,对人们的影响也越来越大。射频功率放大器作为无线通信系统中主要能耗器件之一,其性能对系统终端的影响越来越受到重视。无线通信系统的标准由传统的GSM标准向第三代通信标准WCDMA.TD-SCDMA.CDMA2000转变,以及今后的第四代通信标准LTE（Long Term Evaluation）,信号的调制方式也随之发生改变,由恒包络调制向包络变换调制方式转变。例如,在WCDMA中采用的OFDM包络变换调制方式,其传输功率有着较高的均峰比,来满足最大限度的增加系统的容量,因此在保证线性度的前提下则需要功率放大器能够在一定的功率回退中实现。但是传统的功率放大器在功率回退范围内的效率很低,因此,提高基站中功率放大器在功率回退中的效率变得尤为重要。提高效率的方法有很多,Doherty功率放大器技术结构简单,性价比高等优势,成为基站功率放大器研究的热点。本文详细介绍了功率放大器的基本理论知识,重点介绍了Doherty功率放大器技术的基本原理和Doherty功率放大器工作状态分析以及非对称结构和多路结构Doherty功率放大器的原理。并且详细介绍了Doherty功率放大器的设计过程,分析了补偿线和辅助功率放大器偏置电压对Doherty功率放大器的性能的影响。设计利用ADS仿真软件平台以及Freescale公司的MRF6S21140H的LDMOS器件模型设计仿真了WCDMA频段的Doherty功率放大器。通过与平衡式AB类功率放大器比较,得出Doherty功放在功率附加效率上的提高。为了弥补传统Doherty功率放大器存在的缺陷,设计了采用不等分输入功率结构的非对称Doherty功率放大器,使得Doherty功放的线性度和输出功率得到改善.

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 功率放大器的概述
• 1.2 Doherty功率放大器的发展
• 1.3 本文的主要内容安排
• 第二章 功率放大器的技术基础
• 2.1 功放的工作状态分类
• 2.1.1 A类功率放大器
• 2.1.2 B类与AB类功率放大器
• 2.1.3 C类类功率放大器
• 2.1.4 开关类功率放大器
• 2.2 功放的性能指标
• 2.2.1 效率
• 2.2.2 功率增益与平坦度
• 2.2.3 稳定性
• 2.2.4 交调失真
• 2.2.5 1dB压缩点
• 2.2.6 动态范围
• 2.2.7 噪声系数
• 2.2.8 邻信道功率泄漏比
• 2.3 小结
• 第三章 Doherty功率放大器的理论分析
• 3.1 提高功放效率几种的技术
• 3.1.1 Kahn包络分离和恢复技术
• 3.1.2 包络跟踪技术
• 3.1.3 LINC技术
• 3.2 Doherty功放的基本原理
• 3.2.1 有源负载牵引理论
• 3.2.2 Doherty功放的基本理论分析
• 3.3 Doherty功放的工作状态分析
• 3.4 非对称和多级Doherty功放技术
• 3.5 小结
• 第四章 Doherty功率放大器的仿真设计
• 4.1 功率管管型的选择
• 4.2 单管功率放大器的设计
• 4.3 平衡功率放大器的设计
• 4.4 Doherty功率放大器的设计
• 4.4.1 Doherty功率放大器的实现
• 4.4.2 补偿线对DPA的影响
• 4.4.3 功放栅极偏置电压对DPA的影响
• 4.4.4 Doherty功率放大器的整体性能
• 4.5 非对称Doherty功率放大器的设计
• 4.5.1 不等功率分配的Wilkinson功分器
• 4.5.2 不等分输入功率的Doherty功放设计
• 4.6 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者硕士期间完成的论文