【摘 要】
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射频功率放大器是射频前端的关键器件,也是射频前端中消耗功率最大的器件,低效的功放会浪费能源,且发热严重,降低射频前端性能。另外,随着无线通信技术的发展,通信信号调制方式愈发复杂,信号带宽越来越宽,信号的峰均比越来越高。因此在射频前端中,功放需要宽带宽,高功率效率和高回退效率。Doherty功放因其硬件电路实施简单,是无线通信设备中的最常用的效率提升技术。基于上述背景,本文对宽带功放和Doherty
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射频功率放大器是射频前端的关键器件,也是射频前端中消耗功率最大的器件,低效的功放会浪费能源,且发热严重,降低射频前端性能。另外,随着无线通信技术的发展,通信信号调制方式愈发复杂,信号带宽越来越宽,信号的峰均比越来越高。因此在射频前端中,功放需要宽带宽,高功率效率和高回退效率。Doherty功放因其硬件电路实施简单,是无线通信设备中的最常用的效率提升技术。基于上述背景,本文对宽带功放和Doherty功放进行研究,做了如下工作:1.针对高效率单管功放难以跨越倍频程工作的问题,利用阻性二次三次谐波阻抗连续逆F类理论设计了一个工作在0.6～2.7GHz（大于两个倍频程）的宽带高效率功放。首先介绍了阻性二次三次谐波阻抗连续逆F类理论,然后利用低通滤波器法设计了功放的输入匹配网络,基于宽带电抗补偿网络和宽带阻抗变换网络的方法设计了功放的输出匹配网络。最后功放在0.6～2.7GHz实测饱和功率39～41.7d Bm,功率附加效率48.6%～61.4%,饱和增益为9.4～11.8d B。2.针对5G通信信号峰均比大于6d B的场景,设计了一个工作在3.5GHz的非对称高效率Doherty功放。通过分析载波功放和峰值功放的相移线作用,确立了相移线的设计方法。功放实测在3.5GHz峰值功率43.5d Bm,功率附加效率56%,8d B回退功率附加效率42%。3.提出一种新的双频Doherty功放的设计方法。在一种较窄带的Doherty结构的基础上进行补偿电纳,拓宽了该结构的频率使用范围和提高了该结构的回退效率。在该结构的基础上通过选择在两个频率进行电纳补偿从而实现双频Doherty功放。依据该方法设计了一个工作在2.6/3.5GHz的双频Doherty功放,功放实测在2.6GHz峰值功率42d Bm,功率附加效率45.4%,6.2d B回退时功率附加效率为45.8%,在3.5GHz峰值功率42.5d Bm,功率附加效率56.7%,6d B回退时功率附加效率为43.7%。
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