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随着第三代无线通信技术的发展,采用多载波调制技术的WCDMA信号,具有较高的峰均比。以功率回退设计的A类或AB类功率放大器难以满足在高峰均比(PAR)条件下的效率要求,造成了能量的巨大浪费,而且导致了严重的基站或直放站热管理问题,影响了系统性能,增加了制作成本。因此,研究具有低功耗、高效率的功率放大器是新一代基站或直放站的关键技术之一。近几年,随着数字预失真技术(DPD,digital predistortion)的发展,功率放大器的线性指标得到有效改善,将结构简单、效率高的Doherty功率放大器应用于基站或直放站成为当前研究的热点。本文深入研究了Doherty功率放大器的结构特点,以及工作原理;针对WCDMA数字直放站功率放大器的性能指标要求,以Agilent公司提供的ADS软件(ADS,Advanced Design System)为仿真平台,采用Freescale公司的MRF6S21140 LDMOS管,设计了一款满足高效率要求的Doherty功率放大器。主要工作包括如下几个方面:首先,针对MRF6S21140 LDMOS管的性能特点,对功率放大器的偏置网络电路、匹配网络、负载调制网络等进行优化设计;其次,采用在输出匹配中综合考虑补偿线网络的设计方案,通过加入适当长度的相位补偿线,解决了在小功率信号输入条件下的功率泄漏问题,提高Doherty功率放大器的性能指标;再次,借助ADS软件提供的3GPP基站功率放大器测试模型,对Doherty功率放大器的性能进行仿真测试;最后制作了电路模块并验证分析。实际测量结果表明:Doherty功率放大器的效率达到设计要求,在输出功率43dBm时,效率达到22.3%,输出功率47dBm时,效率达到38%,饱和输出时,效率达到48%。平均功率增益超过10dB,能够满足WCDMA数字直放站对于高效功率放大器的应用要求。