论文部分内容阅读
随着通信技术的发展,为实现超高速率的数据传输,调制信号的带宽越来越宽,同时为满足社会的发展需求,通信基站的数量成倍的增加。功率放大器处在通信基站发射链路的末端,直接影响发射信号的质量,是基站硬件设计中重要的模块。功率放大器的设计不仅要满足未来移动通信的带宽要求,而且要尽可能的提升其效率性能,减少通信基站消耗的能量。本文研究工作分为两部分: 第一部分,连续型功率放大器设计技术研究。为了提高宽带功率放大器的效率,本文研究了连续型功率放大器的设计思想。因为功率器件存在自身以及封装的寄生效应,设计连续型功率放大器时,往往需要提取功率器件的寄生模型,增加了设计的复杂度。本文推导了连续型功率放大器的阻抗设计空间,并提出一种基于谐波负载阻抗牵引技术的高效率宽带功率放大器设计方法,不需要提取功率器件的寄生模型,直接在封装平面实现基波阻抗与谐波阻抗的最优组合,完成功率放大器的设计。 第二部分,宽带Doherty功率放大器设计技术研究。针对具有高峰均比调制信号的通信系统,需要采用Doherty功率放大器提高工作的平均效率,但是运用传统Doherty技术设计的功率放大器工作带宽较窄。本文分析得出了限制传统Doherty电路带宽的原因,对带宽拓展的切入点进行了说明,并提出了一种宽带Doherty功率放大器的优化方法,保证了工作频带内辅助功率放大器开启点的一致性,实现功率放大器效率变化曲线的一致性。 本文设计并制作了两款功率放大器,第一款是基于25W的GaN器件设计了覆盖5G低频通信频段,工作频率为3.2-3.8GHz的连续型功率放大器,使用连续波单音信号测试,平均漏极效率可到70%,饱和输出功率44.2-45.2dBm,小信号增益10.2-12.5dB。第二款使用两个完全相同的10W的GaN器件设计了对称式的宽带Doherty功率放大器,工作频率3.1-3.7GHz,同样覆盖5G低频通信频段,使用连续波单音信号测试,功放饱和输出功率42.5-44dBm,漏极效率60%-71%,输出功率回退6dB,漏极效率40%-53%。