【摘 要】
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现代无线通信系统对于高数据吞吐量的需求日渐增长,使得信号具有很高的峰均功率比,因此未来无线通信系统中射频功率放大器地设计将面临更多的挑战。Doherty功率放大器由于它能在回退功率范围内维持高效率而广泛应用于基站设备中。然而由于Doherty功率放大器的带宽较窄,限制了它在通信中的应用。本文通过对宽带连续型Doherty功率放大器的理论进行阐述,详细分析了主功放在饱和功率区和回退功率点的阻抗设计空
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现代无线通信系统对于高数据吞吐量的需求日渐增长,使得信号具有很高的峰均功率比,因此未来无线通信系统中射频功率放大器地设计将面临更多的挑战。Doherty功率放大器由于它能在回退功率范围内维持高效率而广泛应用于基站设备中。然而由于Doherty功率放大器的带宽较窄,限制了它在通信中的应用。本文通过对宽带连续型Doherty功率放大器的理论进行阐述,详细分析了主功放在饱和功率区和回退功率点的阻抗设计空间,基于理论分析,为了尽可能的拓展主功放输出匹配的带宽,提出了一种匹配结构应用于主功放输出匹配网络的设计。基于氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管设计了一款频段在1.7GHz-2.7GHz的宽带连续型Doherty功率放大器。实测结果表明,此Doherty功放在1.6GHz-2.6GHz范围内6dB功率回退效率大于40.7%,饱和效率大于58.4%,输出功率高于42.9dBm。论文分析了在低功率区辅助支路末端输出阻抗对Doherty功放的带宽限制,通过电容和微带线串联实验仿真模拟了低功率区辅助功放输出阻抗对主功放输出匹配网络的影响,解释了压缩辅助支路输出阻抗有利于Doherty功率放大器的带宽的拓展。在此基础上提出了一种辅助功放输出阻抗调整网络,有效地降低了对低功率区主功放的影响,改善了功率泄漏问题。利用提出的Doherty结构设计了一款宽带Doherty功率放大器,测试结果显示,在1.4GHz-2.6GHz(相对带宽60%)频段内,6dB功率回退的漏极效率为44%-51%,饱和效率为54%-74.5%,输出功率高于42.7dBm。
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