基于动态功率分配Doherty功率放大器的研究

摘要

随着现代无线通信系统的快速发展，尤其针对目前正在大力推进的 LTE通信系统，发射机普遍采用高端频谱调制技术，使得对发射机中功率放大器的效率要求越来越苛刻，因此对高效率功率放大器的研究变得越来越迫切。本文针对如何提高功率放大器高效率这一问题，通过对 Doherty功率放大器进行研究，采用了一种改善Doherty功率放大器效率的结构方案。其主要工作如下：
　　1、论文分析了高效率功率放大器的重要性，分析比较了目前普遍研究的几种功放高效率技术，并对 Doherty技术的发展历史、研究现状和未来趋势进行了分析。
　　2、分析了有源负载牵引理论，接着从阻抗和效率两方面引入对Doherty功率放大器的理论研究和分析，在此基础上阐述了 Doherty对称结构、非对称结构和多级结构的技术特点。本章最后小节分析了 Doherty功率放大器设计过程中的主要的设计要点，其中主要对延长线的设计做了相对较详细地分析。
　　3、根据LTE系统对功率放大器的设计要求，以ADS、HFSS为仿真平台，对3-dB耦合电桥、单管功率放大器以及经典 Doherty功率放大器进行了仿真分析，仿真结果能达到设计要求。
　　4、通过仿真分析输入功率分配比对Doherty功率放大器效率的影响，本文对经典 Doherty功放输入功率分配网路进行改进，使得 Doherty功放的输入功率分配比能够根据输入功率的大小进行调整。仿真结果表明，在功率回退点上改进型Doherty功率放大器的效率有了将近4％的提高，并且线性度不会恶化。
　　5、最后对仿真设计的电路进行加工并测试，尤其是针对Doherty功率放大器的测试。最终表明，动态功率分配 Doherty功率放大器在6dB回退点的效率约为46.5%，比经典Doherty功率放大器高了超过2%，线性度IMD3的测试结果相差不大。

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第一章 引言

1.1 研究背景

1.2 Doherty技术概况

1.3 本文的主要工作及内容安排

第二章 Doherty功率放大器理论分析和设计要点

2.1 有源负载牵引基本原理

2.2 Doherty功率放大器理论分析

2.3 Doherty功率放大器分类

2.4 Doherty功率放大器设计要点

2.5 本章小结

第三章 基于LDMOS的经典Doherty功率放大器的仿真设计

3.1 总体设计分析

3.2 3-dB耦合电桥仿真与设计

3.3 AB类功率放大器的仿真与设计

3.4 基于LDMOS的经典Doherty功率放大器的仿真与设计

3.5 本章小结

第四章 基于动态功率分配Doherty功率放大器的仿真设计

4.1 基于动态功率分配Doherty结构的功率分配网络研究

4.2 动态功率分配Doherty功率放大器的仿真与设计

4.3 本章小结

第五章 测试结果与分析

5.1 3-dB耦合电桥的测试

5.2 功率放大器的测试

5.3 本章小结

第六章 总结与工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果