本文關鍵詞：射頻寬帶Doherty功率放大器研究

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【摘要】：作為高速率通信的最佳接入技術,多載波通信技術對無線收發(fā)系統(tǒng)提出了寬帶、高效和高線性度的要求。Doherty功率放大器(DPA)因其回退效率較高的特性而在大峰均比通信系統(tǒng)中得以廣泛運用。DPAs因其自身工作機制的原因而常常線性度不高。傳統(tǒng)功率回退技術雖可獲得較為理想線性度,但是以犧牲輸出功率和效率為代價的�；鶐�(shù)字預失真技術和前饋技術等主流線性化技術雖被廣泛使用,但不可避免地伴隨著設計成本、體積和復雜度增加以及系統(tǒng)效率降低等問題。因此,可滿足多載波通信要求的高性能DPAs設計技術是DPAs研究領域的重點和難點。DPAs中來自載波功放和峰值功放的輸出功率是在相位補償后再疊加,因而諧波回收和抑制可作為高性能DPAs設計研究的切入點。然而傳統(tǒng)DPAs中的λ/4變換線諧波抑制能力較弱,不利于DPAs效率和線性度的改善。本文首先設計了一種基于耦合線加載容性二端口網(wǎng)絡的相位補償結構,然后將該結構替換傳統(tǒng)DPAs中的λ/4變換線。在此基礎上,本文研制了一種工作在2.1~2.4GHz的寬帶DPA。耦合線加載容性二端口網(wǎng)絡在研制的DPAs中起到諧波抑制、相位補償和阻抗變換作用。研制的DPA漏極效率較高,飽和增益大于10.2d B。較傳統(tǒng)DPA,研制的DPA的三階互調顯著改善了約20d B,最大AM-PM失真僅為2.88o。隨后,本文通過在耦合線加載容性二端口網(wǎng)絡中引入缺陷地結構,增強了帶外諧波抑制能力,從而實現(xiàn)了5~6%的效率提升。為進一步改善DPA性能,本文研制了一種基于兩對耦合線加載容性二端口網(wǎng)絡架構的寬帶DPA,并完成了其仿真設計和測試工作。較傳統(tǒng)DPA,研制的DPA在1.8~2.4GHz性能優(yōu)良,飽和效率和6d B回退效率分別大于66.23%和31%,三階互調改善了22d B左右。同時,本文設計了一種改進型諧波控制結構,并將該種諧波控制結構應用到DPA設計中,研制了一種工作在1.7~2.5GHz的寬帶高效DPA。測試結果顯示,飽和增益大于8.8d B,飽和漏極效率大于63.69%,6d B回退效率在36.90~60.65%之間。較傳統(tǒng)DPAs,本文研制的DPA達到了帶寬拓展和效率提高的效果。最后,本文研制了一種工作在2~2.4GHz的小型化Wilkinson功率分配器。該功分器采用了一種特殊結構,達到了對較寬鄰信道范圍內的諧波抑制度可靈活設計的效果。通過對本文研制的DPA和WPD實物測試,測試結果和仿真設計基本吻合,從而驗證了本文設計方案的可行性和理論分析的正確性。
【關鍵詞】：Doherty功率放大器 容性二端口網(wǎng)絡 諧波抑制 諧波控制 功分器
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN722.75
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10
• 1.2 國內外Doherty功率放大器研究進展10-13
• 1.3 本文的目標與主要研究內容13-14
• 1.4 本文的結構安排14-15
• 第二章 射頻功率放大器理論研究15-25
• 2.1 功率放大器分類及工作機制研究15-18
• 2.1.1 常規(guī)功率放大器研究15
• 2.1.2 開關類功率放大器研究15-18
• 2.1.3 J類和連續(xù)類功率放大器研究18
• 2.2 功率放大器關鍵指標18-22
• 2.3 高線性度功率放大器設計技術研究22
• 2.4 功率放大器效率提升技術研究22-23
• 2.5 功率放大器匹配技術研究23-24
• 2.6 功率放大器記憶效應研究24
• 2.7 本章小結24-25
• 第三章 Doherty功率放大器理論基礎及工作機制研究25-41
• 3.1 Doherty功率放大器結構25-28
• 3.1.1 經(jīng)典對稱式Doherty功率放大器研究25-27
• 3.1.2 平行式Doherty功率放大器研究27
• 3.1.3 多路/級Doherty功率放大器（MSDPA）研究27-28
• 3.2 有源負載牽引原理研究28-30
• 3.3 SDPA工作機制研究30-38
• 3.4 寬帶Doherty功率放大器工程設計中的幾大重要性能影響因素38-40
• 3.4.1 DPAs帶寬限制因素研究與分析38
• 3.4.2 膝點電壓Vknee影響機制研究與分析38-39
• 3.4.3 DPAs線性化設計考慮與分析39
• 3.4.4 功率分配比對Doherty功率放大器性能的影響39-40
• 3.5 本章小結40-41
• 第四章 基于改進型相位補償結構的Doherty功率放大器研制41-64
• 4.1 改進型相位補償網(wǎng)絡的設計與理論分析41-45
• 4.2 基于改進型相位補償結構的Doherty功率放大器設計45-46
• 4.2.1 靜態(tài)工作點的確定和穩(wěn)定性設計45-46
• 4.2.2 基于改進型相位補償結構的Doherty功率放大器聯(lián)合仿真46
• 4.3 Doherty功率放大器的散熱設計46-47
• 4.4 寬帶Doherty功率放大器的硬件實現(xiàn)和測試47-52
• 4.5 缺陷地結構的引入及其應用52-57
• 4.5.1 基于缺陷地結構的相位補償網(wǎng)絡設計53-55
• 4.5.2 改進型寬帶Doherty功率放大器的實物加工55
• 4.5.3 改進型寬帶Doherty功率放大器實物測試55-57
• 4.6 基于耦合線架構的寬帶Doherty功率放大器研制57-63
• 4.6.1 基于改進型耦合線架構的諧波抑制結構設計和理論分析58-60
• 4.6.2 基于耦合線架構的寬帶Doherty功率放大器實物加工60-61
• 4.6.3 基于耦合線架構的寬帶Doherty功率放大器實物測試61-63
• 4.7 本章小結63-64
• 第五章 基于諧波控制技術的寬帶Doherty功率放大器研制64-70
• 5.1 諧波控制技術對于寬帶功放設計的重要意義64
• 5.2 諧波控制結構的設計與研究64-65
• 5.3 基于諧波控制技術的寬帶Doherty功率放大器實物加工65-66
• 5.4 基于諧波控制技術的寬帶Doherty功率放大器實物測試66-69
• 5.5 本章小結69-70
• 第六章 高性能小型化功率模塊研制70-75
• 6.1 諧波抑制特性可控結構的設計70-72
• 6.2 諧波抑制Wilkinson功分器實物加工72
• 6.3 實物測試及實驗結果分析72-74
• 6.4 本章小結74-75
• 第七章 結束語75-77
• 7.1 本文主要貢獻及工作總結75-76
• 7.2 下一步工作建議76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-83
• 攻碩期間取得的成果83-84

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙世巍;高性能小型化射頻功率放大器研究[D];電子科技大學;2012年

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本文編號：658561