S波段高效率Doherty功率放大器研究

摘要

随着现代移动通信技术的发展，为了满足对宽频带、多载波、大容量和高峰均比信号的处理，对功率放大器的性能提出了更高的要求。同时随着“绿色基站”概念的推广，运营商对移动基站放大器的效率问题越来越重视，如何提高功率放大器的效率成为重要的一个研究课题。Doherty放大器因为具有结构简单、成本低、效率高等优点，而成为当前研究的热点。本文针对如何进一步提高 Doherty放大器的效率这一问题进行研究，主要做了以下几方面的工作：
　　1、本文深入研究Doherty放大器的电路结构和基本工作原理，并对近几年来国内外针对Doherty放大器的新技术进行了分析。
　　2、重点研究输入功率分配对Doherty放大器的功率附加效率的影响。并提出新的自适应功分结构，实现了在小信号时将输入功率分配给主放大器，当辅助放大器开启工作之后，将越来越多的输入功率分配给辅助放大器。并对其进行理论分析和仿真验证。
　　3、重点研究了主、辅放大器工作状态对Doherty功率放大器性能的影响。
　　4、以ADS软件为仿真平台，使用Freescale公司的MRF8P26080H管设计了两款款基于自适应功分网络的 Doherty放大器，且 Doherty放大器中的主、辅放大器工作在不同的漏极电压下。最终的仿真结果显示，改进型 Doherty功率放大器功率回退范围更大，在回退范围内效率有2.5％-3.5%的提高了。
　　5、最后基于以上仿真模型制作了两款改进型Doherty放大器，并进行测试验证，测试结果与仿真结果比较吻合。测试结果表明采用不等漏极电压的自适应功分结构的 Doherty放大器较采用等漏极电压的自适应功分结构的 Doherty的效率更高，回退范围更大，但在增益和三阶交调方面有所变差。
　　本论文的研究成果，对工程应用有一定的参考价值。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 Doherty放大器的发展状况

1.3 本文的主要工作以及内容安排

第二章 Doherty放大器的相关研究

2.1 功率放大器概述

2.1.1功率放大器的主要指标

2.1.2 几种高效率功率放大器技术

2.2 Doherty功率放大器

2.2.1 Doherty放大器的原理

2.2.2 反Doherty放大器（IDPA）

2.2.3 传统Doherty放大器的缺陷和改进

2.3 Doherty放大器输入功分网络研究

2.3.1 Doherty放大器中输入功率分配对效率影响研究

2.3.2 改进的自适应功分器

2.4 主、辅放大器的工作状态对Doherty放大器性能影响研究

2.4.1 主放大器栅压（VGA）对PAE与IMD3的影响

2.4.2 主放大器漏压（VDA）对PAE与IMD3的影响

2.4.3 辅助放大器栅压（VGB）对PAE与IMD3的影响

2.4.4 辅助放大器漏压（VDB）对PAE与IMD3的影响

2.5 总结

第三章 改进型Doherty放大器仿真研究

3.1 单管功率放大器设计

3.1.1器件及介质基片的选择

3.1.2 直流特性仿真

3.1.3 偏置电路设计

3.1.4 输入输出匹配设计

3.1.5 主放大器的设计

3.2 改进型Doherty放大器设计

3.2.1并联电容自适应功分Doherty放大器

3.2.2 串联电容自适应功分Doherty放大器

3.3 总结

第四章 实物加工与测试

4.1 改进型Doherty放大器的制作

4.1.1改进型Doherty放大器加工版图设计

4.1.2 Doherty放大器制作

4.2 Doherty功率放大器的测试

4.2.1 增益测试

4.2.2 功率附加效率测试

4.2.3 三阶交调测试

4.3 总结

第五章 总结与工作展望

5.1 论文工作取得的成果

5.2 论文的不足与改进

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果