论文部分内容阅读
在现代无线通信系统中,功率放大器是整个系统中消耗能源最大的部分,因此其效率的高低直接是衡量整个系统性能好坏的重要指标之一,它不仅关系到系统的造价和运行成本,而且关系到系统运行的稳定性。更高的效率不仅能够节约能源,降低使用成本,而且可以降低冷却需求,提高设备使用的稳定性,使系统性能更可靠。随着民用通信技术进入3G时代,其使用的信号格式普遍具有较高的峰值均值功率比(PAR)特性,这对射频功率放大器的线性以及效率又提出了更加严格和苛刻的要求,所以传统的功率回退法已经无法满足民用设备高效率、低功耗的要求,而新开发出的GaN器件虽然有着更高的效率,但商业化使用还没有大面积铺开,而其较之LDMOS器件3~4倍的成本,又是民用设备低成本所无法接受的,所以基于低成本的LOMOS器件进行效率提升仍是未来的一个主流技术。目前用于放大器效率提升的主要技术包括:Kahn包络分离和恢复技术、包络跟踪技术、非线性元件线性化(LINC)技术和Doherty技术,前三种技术的电路结构相对复杂,需要借助额外的包络检波器或信号调制器等来实现放大器效率的提升,而Doherty技术与前三种技术相比有着实现方式简单、成本低、对系统线性度影响小、可实现性高、便于批量化生产等优点,所以逐渐成为主流的放大器效率提升技术。本文以传统的Doherty放大器设计理论为指导,设计了一个工作频率为2.6GHz,采用时分双工(Time Division Duplexing)工作模式的Doherty收发组件。本文从Doherty放大器的基本原理入手,分析了Doherty放大器能够提升放大效率的原因,介绍了有源负载牵引理论的推导过程,阐述了补偿线在Doherty放大器中的重要作用,并对非对称结构Doherty与多级Doherty进行了初步介绍。最后以某工程产品的实际设计过程为实例,重点阐述了如何应用NXP公司的BLF7G27LS-100和BLF7G27LS-140放大器组成非对称Doherty放大结构,并在一个腔体结构中实现2路发射和2路接收,当均值输出46dBm (40W),峰均比为8.5dB时,效率大于30%,接收噪声系数1.4dB。该收发组件是应国内某大型通信设备生产商的要求研制,技术指标要求较高,后经过用户的测试和使用,关键指标均满足工程使用的需要,为后续同类相关产品的研制积累了宝贵的经验,奠定了扎实的基础。