本文關鍵詞：三頻功分器及LTE-A系統(tǒng)寬帶功放設計

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【摘要】：在迅速發(fā)展的移動通信領域中,通信整體系統(tǒng)趨勢正朝著高效率、多頻帶、超寬帶的方向發(fā)展。毫無疑問,線性度和工作效能已經(jīng)成為針對所需要性能指標功率放大器發(fā)揮性能的兩項最重要的設計走向。功率放大器模塊在因為在其整個發(fā)射機整體系統(tǒng)中所影響的功耗比重消耗大,增益需求不斷提高,逐漸在移動通信發(fā)射機模塊中占據(jù)最重要的地位。作為發(fā)射機中功耗最大的模塊,射頻功率放大器效率低下會引起加工銅塊成本增加、系統(tǒng)功耗增加、以及電路穩(wěn)定性的降低。采納損失一部分放大器的效率作為傳統(tǒng)功率放大器常用的設計方式來換取線性指標的滿足,在這其中,Doherty技術是目前被應用的最遍及,在滿足線性度指標下效率提升極好的一種革命性的潮流技術。針對功放工作中經(jīng)常提及的技術指標以及指標所表示的特定含義在本論文中結合Doherty功率放大器(Doherty Power Amplifier,簡稱DPA)的工作理論分析和不同的工作狀態(tài),都做出詳細描述并結合具體仿真結果對性能指標做出比對。根據(jù)實驗項目需要要的設計要求,經(jīng)過大量選配,最終采用飛思卡爾公司型號為MRF8S26120H的三極管作為主要功放元器件。在功放設計的必備環(huán)節(jié),如直流仿真,穩(wěn)定性分析,輸入輸出端匹配電路設計還有補償線的設計都進行了詳細介紹。通過進行輸入端改進型功分器設計,實現(xiàn)了一款工作在2550MHz-2650MHz頻段的寬帶DPA,經(jīng)過跟傳統(tǒng)DPA的比對,從根本上改進了Doherty技術窄帶的缺陷,并對其進行了加工測試驗證。增強型DPA與傳統(tǒng)DPA仿真性能對比表明,該功率放大器功率在正常工作在設計頻段增益達到16dB且增益平坦度在1.5 dB內(nèi),依然保持了功率附加效率可達55.6%,1dB壓縮輸出功率大于50dBm。在綜合性能與傳統(tǒng)DPA持平的情況下,增強型DPA通過輸入端改進型功分器設計彌補了Doherty技術帶寬窄的缺陷,工作帶寬從20MHz提升到100MHz。增強型DPA與其中單管AB類功放性能比較來說效率和線性度有了明顯改善,僅僅只是增益平坦度略微惡化。在1dB壓縮點的輸入功率42dBm以內(nèi)具有良好的線性度。由于在設計過程當中對阻抗匹配和偏置網(wǎng)絡的精細化設計以及采用改進型功分器增加功放帶寬,相對一般的Doherty功放,該功放各項指標都有一定的提高,這也是本文了的一大創(chuàng)新點。
【關鍵詞】：功率放大器 Doherty技術 功分器
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN722.75;TN626;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 LTE-A系統(tǒng)研究背景及意義10-12
• 1.2 功放模塊研究背景和意義12-13
• 1.3 Doherty技術的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文研究內(nèi)容及后續(xù)章節(jié)概述15-17
• 第二章 功分器結構介紹及設計17-39
• 2.1 傳統(tǒng)功分器的結構17
• 2.2 Wilkinson功率分配器17-20
• 2.3 雙頻帶功分器的開發(fā)20-26
• 2.3.1 雙頻帶功分器的原理圖及理論分析20-24
• 2.3.2 仿真實例結果24-26
• 2.4 三頻帶功分器的開發(fā)26-32
• 2.4.1 三頻帶功率分配器的基本結構26-30
• 2.4.2 仿真及測試結果30-32
• 2.5 超寬帶功分器的開發(fā)32-39
• 2.5.1 超寬帶功率分配器原理結構32-33
• 2.5.2 仿真及測試結果33-39
• 第三章 Doherty功放理論分析39-45
• 3.1 Doherty基本結構39
• 3.2 Doherty工作狀態(tài)分析39-41
• 3.2.1 基于有源負載牽引對Doherty原理的分析39-40
• 3.2.2 Doherty工作狀態(tài)40-41
• 3.3 Doherty負載阻抗的計算41
• 3.4 功率放大器的技術指標41-43
• 3.4.1 增益41-42
• 3.4.2 增益平坦度42
• 3.4.3 效能利用率42
• 3.4.4 線性度衰減42-43
• 3.4.5 穩(wěn)定性43
• 3.5 單管功放技術分類43-44
• 3.6 S參數(shù)模型44-45
• 第四章 寬帶DPA的開發(fā)45-75
• 4.1 整體開發(fā)步驟和預期目標45-46
• 4.1.1 DPA設計仿真流程圖45
• 4.1.2 設計目標45-46
• 4.2 普通甲乙類射頻放大器設計仿真46-61
• 4.2.1 直流仿真46-48
• 4.2.2 穩(wěn)定性測試48-50
• 4.2.3 牽引迭代引入50-52
• 4.2.4 輸入輸出匹配網(wǎng)絡的設計52-56
• 4.2.5 偏置電路56-58
• 4.2.6 單管功放仿真58-61
• 4.3 DPA電路的設計與仿真61-65
• 4.3.1 補償線理論61-62
• 4.3.2 Doherty功率放大器仿真62-65
• 4.4 寬帶DPA電路的設計與仿真65-70
• 4.4.1 增強型展寬帶寬功分器基本結構65-67
• 4.4.2 寬帶Doherty功放電路結構67
• 4.4.3 改進型寬帶Doherty功放Layout版圖67-68
• 4.4.4 性能對比68-70
• 4.5 寬帶DPA加工和測試70-75
• 第五章 總結與展望75-78
• 5.1 全文總結75-76
• 5.2 今后的研究工作76-78
• 附錄78-80
• 附錄A 單管功放仿真原理圖78-79
• 附錄B 寬帶Doherty功放仿真原理圖79-80
• 參考文獻80-84
• 論文發(fā)表與參加科研情況84-85
• 致謝85

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本文編號：529386