S波段Doherty高效率功率放大器的研究.pdf

摘 要
现代无线通信系统多采用的宽带码分多址（WCDMA）、CDMA-2000、正交频
分复用（OFDM）等调制技术多为高速率和大范围变化且带有较高峰均比（PAR）
的调制信号。这就对现代移动通信中的基站高功率放大器提出了高效率的要求，
特别是在功率回退位置的高效率。但是，通常的功率放大器随着功率回退的加深，
效率会迅速恶化。 
为了解决这个问题，本文采用了 Doherty 功率放大器技术。另外，为了在功率
回退更深的范围内提高功率放大器的效率，本文采用基于射频阻抗匹配实现的非
对称 Doherty 功率放大器。在理论上，本文介绍了 Doherty 功率放大器的三种工作
状态以及对应的效率计算，同时分析了 Doherty 功率放大器能够在功率回退点达到
高效率的原因，并且较为详细的介绍了非对称放大器设计中采用全功率匹配技术
和传输对消线阻抗设计。在实现上，本文对系统指标进行了简单分析，给出了选
管依据，以输出功率分别为 30W 和 50W 的 N 沟道 LDMOS 管实现非对称结构，
随后从单管放大器设计入手，对等分和非对称 Doherty 功率放大器进行仿真设计，
其中特别针对全功率匹配和输出匹配设计给出较为详细的设计过程，最后制作了
两个单管放大器和 Doherty 功率放大器系统的实物。
本文给出了功率放大器的测试方案。最后的测试结果基本达到设计指标。其
中，Doherty 功率放大器在输出为 时（功率回退 ），达到效率大于
30%。

关键词：功率放大器，Doherty，全功率匹配技术，功率附加效率，负载牵引
ABSTRACT
Modern communication systems adopt different modulation technique such as
WCDMA, CDMA-2000 and OFDM, so signals in the communication system are
mostly high-rate and high dynamic range with the high peak-to-average ratio (PAR). To
satisfy those requirements, base station power amplifier should be equipped with high
efficiency, especially high efficiency at the point of back-off power. Unfortunately,
ascribing to the deeper back-off power, the efficiency of common power amplifier
would drop off quickly.
To solve this problem, this dissertation adopts Doherty power amplifier technology.
In addition, to enhance the efficiency at the deeper back-off power, uneven Doherty
power amplifier basing on RF impedance-match technology is employed. On the theory,
this dissertation introduces three different work conditions and its corresponding
efficiency of Doherty, and then analyzes the reason that Doherty power amplifier can
get high efficiency at the back-off point, and detailedly introduce all power-match
technology and the method of calculating impedance. On the implementation, the index
of system is analyzed