250W三路高功率Doherty放大器的设计

为了提高数字电视发射机的效率,采用一种新型的三路Doherty电路。基于传输线理论和有源负载牵引理论,推导出三路Doherty的工作原理,同时利用ADS设计一个双三路Doherty电路,并用于数字电视发射机。仿真结果表明,该放大器在功率回退9.1dB时,出现第一个效率峰值点,在整个回退范围内具有3个效率峰值点。实测结果表明,在610MHz中心频率和54dBm输出功率下,该放大器的效率可达41.2%。     

1.8 GHz Doherty功率放大器小型化技术研究

基于In GaP/GaAs HBT工艺设计了一款工作在1. 8 GHz的三级Doherty功率放大器,第一、二级为驱动级,第三级为Doherty放大器。通过分析Doherty结构,在原有基础上重新设计Doherty电路,使用LC元件替代微带线,减小功率分配网络与合路匹配网络的面积,进而缩小整体电路的面积。将输入、输出匹配网络及功分、合路部分集成至基板上,整体封装尺寸5 mm×5 mm。测试结果表明,芯片输入、输出回波损耗优于-15 d B,放大器整体增益优于33 d B,3 d B压缩点输出功率35 d Bm,其中第三级Doherty放大器峰值功率附加效率(PAE) 47. 9%,8 d B回退点的功率附加效率32. 7%。     

一种基于阻抗缓冲匹配技术的高效率Doherty放大器

为了在功率回退时满足功率放大器对高效率的要求,提出了一种采用阻抗缓冲匹配技术的Doherty功率放大器。通过负载牵引仿真,得到功放管的最佳基波和谐波负载阻抗。在此基础上,采用一种谐波控制阻抗匹配网络设计方法来设计主/辅路放大器的输出匹配网络,实现了高回退效率。为了验证该方法的有效性,设计并实现了一个1.635 GHz高效率Doherty功率放大器。测试结果表明,该放大器的饱和功率大于44 dBm,峰值效率为75%,6 dB功率回退时的效率为70%。该方法能有效提高Doherty功率放大器的回退效率。     

基于双匹配的高效大功率Doherty功率放大器

针对Doherty功率放大器传统设计方法的不足,提出了一种双匹配设计技术,并给出了实现方法。基于LDMOS器件,用该方法设计了一款饱和功率为55 dBm的Doherty放大器。仿真结果显示,与未采用双匹配法相比,该Doherty放大器的效率改善更好。功率附加效率在6 dB回退点比平衡式放大器改善15%,在回退约8 dB的区间上,整体效率都在40%以上。实测结果表明,该放大器增益约12 dB,在输出回退6 dB的区间上,功率附加效率改善10%。     

450W数字电视发射机中Doherty功放的应用

450W数字电视发射机对发射机中功率放大器的效率会提出非常高的要求。本文将Doherty功放引入前端功率放大器,介绍了Doherty功放的原理和基本结构,通过计算机仿真验证了这种功放电路在数字电视发射系统中的应用效果,设计出实际电路,并进行测试,取得实际的结果。结果表明,所设计的Doherty功放很好地解决了目前数字电视前端发射机存在的效率低的问题,具有很大的实用性。     

三路Doherty功率放大器的设计与仿真

基于可有效提高功放效率的Doherty理论,对两路非对称Doherty所存在的问题进行剖析,提出了一种嵌入内Doherty的三路Doherty(3-way Doherty)结构,并对该三路Doherty的工作状态和阻抗变换等基本理论作了细致描述与分析,最终结合多谐波双向牵引技术和双匹配技术,成功设计了一款平均输出功率为5W的TD-LTE直放站三路Doherty功率放大器.中心频率2600 MHz的仿真结果表明,平均输出功率处的三阶互调系数IMD3为-36 dBc,增益Gp达10.6 dB,功率附加效率PAE保持在56％左右,较普通AB类功放有近38％的提高,且在整个12dB回退范围内功率附加效率曲线相对平坦,符合现代功放高功率回退和高效率的设计要求,可以与数字预失真技术结合用于实际直放站中.     

高效Doherty功放在数字电视前端发射机中的应用

数字电视发射机是采用OFDM调制方式,因此对发射机中功率放大器的效率会提出非常高的要求。针对0FDM信号的高峰均比（PAPR）特性,将Doherty功放引入前端功率放大器,介绍了Doherty功放的原理和基本结构,通过计算机仿真验证了这种功放电路在数字电视发射系统中的应用效果,设计了具体的实际电路,并进行测试,取得实际的结果。结果表明所设计的Doherty功放很好地解决了目前数字电视前端发射机存在的效率低的问题,具有很大的实用性。     

基于双向牵引技术的反向Doherty功率放大器设计

基于传统两路反向Doherty(Inverted Doherty PowerAmplifier,IDPA)在回退点处效率较低的缺点,提出了双向牵引技术与共轭匹配技术联合的设计方法,在传统反向Doherty设计方法上进行优化改进,研制了一款工作于TD-LTE频段(2570MHz~2620MHz)、结构新颖的高效率反向Doherty。实现了在保证高线性度的情况下,使得整体电路在峰值功率输出点以及回退点处都具有较高的效率。在中心频率为2600MHz的仿真结果表明,峰值输出功率(52dBm)和功率回退点(46dBm)处的效率分别高达54.9%和46.9%,回退点处的效率比AB类IDPA提高了14%,在5MHz偏频情况下,三阶互调分量为13.743dBm,与45.958dBm的基波功率相差32.215dB,符合现代功放在功率回退点处具有高效率和高线性度的设计要求。     

Doherty高效功率放大器的设计

根据Doherty技术设计并实现了运用于2010～2025MHz频段的高效率功率放大器。在设计Doherty放大器过程中采用了放大器单管双向牵引优化方法提高单管功率放大器效率,通过对晶体管的双向牵引(源牵引和负载牵引)仿真得到单管匹配优化网络,通过调节补偿线对Doherty放大电路进行整体优化设计。仿真结果表明,与传统的平衡式AB类放大器相比,在传输功率回退较大的高峰均比信号时,Doherty技术在功率附加效率上有10%左右的提高。得到实物测试结果为在输出功率回退6dB时,效率为30.1%,增益为9.9dB。该功率放大器结构简单,适用于无线通信领域。     

采用E类峰值放大器的反向Doherty功放设计

为获得更高的功率附加效率,采用了E类峰值放大器代替传统反向Doherty功放中的C类峰值放大器.E类峰值放大器的负载网络由一个阻抗匹配电路和两个谐波抑制电路组成.通过分析,得出了功放的设计步骤,同时为了证明分析的有效性,设计了一个工作在1.96GHz,输出为38dBm的带E类峰值放大器的反向Doherty功放.仿真结果显示,在输出功率为38dBm时,与平衡AB类功放和传统反向Doherty功放相比,带E类峰值放大器的反向Doherty功放分别有11.5%和1.1%的功率附加效率的提升.当输出功率从24dBm到38dBm变化时,测得的二次和三次谐波抑制分别大于36dB和30dB.     

Design of N-way distributed Doherty amplifier for WCDMA and OFDM applications

A novel three-way distributed Doherty power amplifier with an extended efficiency range for WCDMA or OFDM repeater or base-station applications is presented. This distributed Doherty amplifier consists of one main amplifier and two peaking amplifiers. To achieve high efficiency at a high back-off power, the peaking amplifier structure is based on the dual-fed distributed amplifier form. The 2140 MHz measured results of the three-way distributed Doherty amplifier yielded an 11 dB power gain, with 39.5% power added efficiency at 9.5 dB back-off power     

26 GHz高回退效率Doherty功率放大器

针对功率回退时主路功率放大器不能有效进入饱和状态导致Doherty功率放大器回退效率低的问题,通过降低主路功率放大器的供电电压,实现了高回退效率,同时增大辅路功放管的尺寸弥补了电路的总输出功率。基于0. 1μm GaAs pHMET工艺,设计了一个26 GHz两级非对称的Doherty功率放大器。仿真结果表明,在26 GHz时增益达到16 dB,功放的饱和输出功率为27. 4 dBm,峰值功率附加效率(PAE)为40. 7%,输出功率回退7 dB时PAE仍达到38%,与传统Doherty功率放大器相比具有更高的回退效率,版图的尺寸为3. 2 mm×2. 2 mm。     

A Mixed-Signal Approach Towards Linear and Efficient N-Way Doherty Amplifiers

A mixed-signal approach for the design and testing of high-performance N-way Doherty amplifiers is introduced. In support of this, an analysis of N-way power-combining networks is presented-in particular, their optimum design-by examining the relationship between the drive conditions of the active devices and input power. This analysis makes no prior assumption on the network topology and facilitates free-to-choose levels for the high-efficiency power back-off points. By comparing the results of this analysis with prior work, it is shown that very specific drive conditions apply to traditional three-way Doherty amplifier implementations to obtain simultaneously high-efficiency and high-linearity operation. To support these conclusions, a 15-W three-way Doherty amplifier was constructed using Philips GEN4 LDMOS devices featuring three separate inputs to independently drive the main and peaking devices. By testing this three-way amplifier with a custom-built measurement setup, capable of providing multiple digitally controlled coherent RF input signals with high spectral purity, a unique flexible amplifier concept is created resulting in a record-high efficiency for LDMOS-based Doherty amplifiers over a 12-dB back-off power range     

逆F类高效氮化镓Doherty射频功率放大器设计*

逆F 类功放在接近饱和区工作时效率很高,将其与Doherty 功放结构相结合,可以实现一种在大功率回退的情况下仍然具有很高效率的射频功率放大器。本文设计了一款基于GaN HEMT 晶体管的高效率的逆F 类Doherty 功率放大器,工作频带为910MHz-950MHz。单音信号测试结果显示,在930MHz 处,功放回退7.5dB 后漏极效率仍高达64.2%。使用3 载波WCDMA信号作为测试信号,利用数字预失真技术进行线性化后,功放输出信号的上下边带邻信道功率比(ACPR)分别为-35.39dBc 和-35.9dBc。     

准 单片连续B / J 类Doherty 功率放大器研制

文中采用准单片工艺研制了两级连续B/ J 类Doherty 功率放大器。采用非对称Doherty 架构,分析当 载波功放的阻抗逆变网络出现失配时,峰值功放非无穷输出阻抗对载波功放负载的影响,扩展了连续B/ J 类Doherty 功放的阻抗设计空间,在保持高回退效率的同时拓展带宽。该设计方法无需提取管芯的封装参数,摆脱对特定管芯 的依赖,更具有普遍性。测试结果表明,采用准单片工艺的2. 3~2. 7 GHz 频段连续B/ J 类Doherty 功率放大器输出 功率大于35 dBm,回退8 dB 漏极效率大于36%。     

基于GaAs HBT工艺的高增益宽带Doherty功率放大器设计

在传统Doherty功率放大器的基础上,采用砷化镓(GaAs)异质结双极晶体管(HBT)工艺,设计了一款可应用于5G通信N79频段(4.4~5 GHz)的高回退效率MMIC Doherty功率放大器(DPA)。通过在Doherty电路中采用共射-共基结构,并在共射-共基结构中加入共基极接地电容,大幅提升了DPA的增益和输出功率。使用集总元件参与匹配,减小了芯片的面积。仿真结果表明,在目标频段内,增益大于28 dB,饱和输出功率约为38 dBm,饱和附加效率(PAE)为63%,7 dB回退处的效率达到43%。     

基于EFJ模式的宽带高效率Doherty功率放大器设计

将EFJ模式功率放大器应用于Doherty功率放大器的载波功率放大器,利用EFJ类功率放大器的阻抗特性改善了Doherty功率放大器的带宽。此外,还引入后谐波控制网络来提高Doherty功率放大器的效率。功放的输入匹配电路采用阶跃式阻抗匹配来进一步拓展工作带宽。使用CGH40010F GaN 晶体管设计并加工完成了一款宽带高效率Doherty功率放大器。测试结果显示,在3.2~3.7GHz 频段内,饱和输出功率达到43dBm,饱和漏极效率60%~72.5%,增益大于10dB。功率回退6dB时,漏极效率40%~48.5%。     

基于功放管最优负载阻抗的Doherty功率放大器效率提升方法

本文给出了一种提高Doherty功率放大器（DPA）效率的方法．为减轻非理想负载调制和膝点电压效应引起的DPA效率下降,首先分析得出了载波和峰值功放管负载阻抗应满足的要求,推导出了与载波放大器负载阻抗相关的等驻波比圆,并使用该圆得到了载波功放管的最优负载阻抗,以提高DPA的效率．根据所提方法设计并实现了一个工作在2．35GHz的非对称DPA．单音信号测试时,该放大器的饱和功率为49．3dBm,在峰值和8dB回退功率下其漏极效率分别高于68％和55％．五载波100MHz LTE-advanced信号激励下,输出功率40．5dBm时该放大器的平均效率为50．5％,其校正后的邻道泄露比（ACLR）低于－47．5dBc．实验结果表明,本文设计的非对称Doherty放大器具有较高的平均效率和良好的线性度性能,验证了所提方法的有效性．