本文關(guān)鍵詞：S波段高效率Doherty射頻功率放大器的設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：近幾年現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)快速發(fā)展,考慮到有限的無(wú)線頻譜資源,通信系統(tǒng)需要傳輸與接收多載波、高峰均比的信號(hào),這對(duì)通信系統(tǒng)中的功率放大器的性能提出了更高的要求。運(yùn)營(yíng)商更加關(guān)注移動(dòng)基站功率放大器的效率問(wèn)題,高效率意味著低功耗,低維護(hù)成本。在此背景下,如何提高功率放大器的效率成為了射頻有源電路研究領(lǐng)域中的熱門課題。在主流的效率提升技術(shù)中,Doherty結(jié)構(gòu)功率放大器不需要添加額外控制電路,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能夠在一定的功率回退下保持高效率,從而受到了行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。本文研究了Doherty結(jié)構(gòu)提升功率放大器效率的工作原理,并設(shè)計(jì)了一款用于基站的Doherty功率放大器,本文的主要工作如下:1.詳細(xì)介紹了Doherty功率放大器的電路結(jié)構(gòu)和基本工作原理,推導(dǎo)了對(duì)應(yīng)的三種工作狀態(tài)的效率計(jì)算公式。簡(jiǎn)要說(shuō)明了反向Doherty結(jié)構(gòu)的選取規(guī)則,Doherty功率放大器的補(bǔ)償線和阻抗變換線的調(diào)試方法。2.利用ADS軟件仿真平臺(tái),通過(guò)負(fù)載牽引和源牽引求解功放管的最佳負(fù)載阻抗和源阻抗,考慮到功率管的實(shí)物尺寸和實(shí)際電路的可操作性,完成了偏置網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),完成了驅(qū)動(dòng)級(jí)功率放大器、功分器和Doherty功率放大器的原理圖仿真、版圖仿真及性能分析。3.使用Freescale公司的MRF8P26080H管設(shè)計(jì)了反向結(jié)構(gòu)的Doherty功率放大器,對(duì)比了平衡AB類功率放大器、傳統(tǒng)Doherty結(jié)構(gòu)、反向Doherty結(jié)構(gòu)的性能參數(shù),發(fā)現(xiàn)反向Doherty在效率優(yōu)于傳統(tǒng)Doherty結(jié)構(gòu),并且在回退6dB的時(shí)候比平衡AB類結(jié)構(gòu)高出23%。從仿真分析的角度驗(yàn)證了理論分析的正確性,選擇反向Doherty結(jié)構(gòu)完成本文設(shè)計(jì)方案的合理性。4.最后基于以上仿真模型加工了驅(qū)動(dòng)級(jí)功率放大器、功分器和反向Doherty功率放大器。提出了功率放大器的測(cè)試方案和電路的調(diào)試方法,測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致,但增益和效率有所惡化,并對(duì)測(cè)試結(jié)果存在的差異進(jìn)行了分析。本論文結(jié)合Doherty理論設(shè)計(jì)一款2.6GHz的功率放大器,測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了反向Doherty結(jié)構(gòu)功率放大器的優(yōu)良性能,對(duì)工程應(yīng)用有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：Doherty功率放大器 負(fù)載牽引 微帶補(bǔ)償線 功率附加效率
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN722.75
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 功率放大器效率提升技術(shù)10-12
• 1.2.2 Doherty功率放大器的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第2章 Doherty功率放大器的基礎(chǔ)理論15-33
• 2.1 功率放大器分類15
• 2.2 功率放大器的主要性能指標(biāo)15-19
• 2.2.1 功率增益與增益平坦度16
• 2.2.2 輸出功率16-17
• 2.2.3 漏極效率與功率附加效率(PAE)17-18
• 2.2.4 功率放大器交調(diào)失真18-19
• 2.3 功率放大器的穩(wěn)定性19-20
• 2.4 Doherty功率放大器理論分析20-29
• 2.4.1 有源負(fù)載牽引20-21
• 2.4.2 經(jīng)典Doherty功率放大器理論分析21-28
• 2.4.3 Doherty功率放大器分類28-29
• 2.5 反向Doherty特點(diǎn)分析29-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 Doherty功率放大器的設(shè)計(jì)33-60
• 3.1 Doherty功率放大器系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)33-34
• 3.2 驅(qū)動(dòng)級(jí)功率放大器的設(shè)計(jì)34-39
• 3.2.1 ADS2013仿真環(huán)境介紹34
• 3.2.2 器件與板材的選擇34-35
• 3.2.3 驅(qū)動(dòng)功放的靜態(tài)工作點(diǎn)的選取35-36
• 3.2.4 驅(qū)動(dòng)功放匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)36-39
• 3.3 Wilkinson功分器的設(shè)計(jì)39-44
• 3.3.1 Wilkinson功分器的基本原理39-42
• 3.3.2 功分器的仿真與結(jié)果分析42-44
• 3.4 Doherty功率放大器的設(shè)計(jì)仿真44-59
• 3.4.1 單管功放偏置網(wǎng)絡(luò)的選取45-47
• 3.4.2 功放管的最佳負(fù)載阻抗和源阻抗求解47-49
• 3.4.3 匹配網(wǎng)絡(luò)的選取49-51
• 3.4.4 單管AB類主功放的仿真51-53
• 3.4.5 Doherty結(jié)構(gòu)的選取與補(bǔ)償線的確定53-55
• 3.4.6 Doherty功放整體仿真與調(diào)試55-59
• 3.5 本章小結(jié)59-60
• 第4章 功率放大器的加工與測(cè)試60-66
• 4.1 版圖設(shè)計(jì)與實(shí)物焊接60-61
• 4.2 測(cè)試平臺(tái)和測(cè)試方案的介紹61
• 4.3 驅(qū)動(dòng)級(jí)功率放大器的測(cè)試61-63
• 4.4 Doherty功率放大器的測(cè)試與結(jié)果分析63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第5章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 本文的主要工作總結(jié)66
• 5.2 本文出現(xiàn)的問(wèn)題和下一步工作展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 曹雄斐;楊維明;張瑞;謝綽;姜曉楠;;基于ADS的LDMOS功率放大器設(shè)計(jì)與仿真[J];湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年04期

2 張蕓;何松柏;;一種基于LINC發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)分離實(shí)現(xiàn)方法[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2008年23期

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本文編號(hào)：808142