论文部分内容阅读
近年来，随着3G/4G通信技术的发展，可同时工作在两个频段上的并行双频功率放大器引起了学术界和工业界的关注。使用并行的双频功率放大器，可以显著的提高通信系统的灵活性，降低基础设施的建设成本，并可对载波聚合技术提供支持。在众多研究者的推动下，对双频功率放大器的研究得到了很大的发展。然而，到目前为止，双频功率放大器尚没有得到真正的工业应用。其主要原因在于，现有的并行双频功率放大器，并行模式之下均出现了明显的性能恶化，尤其是效率的恶化。在本文中，我们尝试解决这一问题，为此我们首先引入了并行连续波分析的方法，对双频功率放大器进行了理论分析。根据理论分析，在双频功率放大器的漏极电流中存在着显著的交调分量，必须对此分量进行合理的匹配，缺乏合理的交调阻抗匹配，是现有双频功率放大器在并行模式下性能恶化的一个重要原因。由此引入了交调阻抗匹配方法，即在功率放大器的设计中，必须同时考虑基频、谐波、和交调频率上的阻抗匹配。另一方面，在本文中我们引入了可达区域的概念以描述双频功率放大器的输出能力。我们进一步提出，双频调制信号在统计分布上与功率放大器可达区域的不匹配，是引起调制信号激励下性能恶化的另一重要原因。针对这一问题，我们提出了二维峰值因子压缩（2D-CFR）方法，其原理是对双频调制信号的二维统计分布进行修整，使之与双频功率放大器的可达区域相匹配。在本文中给出了两个功率放大器的设计实例，展示了如何进行基于交调匹配方法的设计。其中之一是工作于1.9/2.6GHz LTE频段的双频Doherty功率放大器，使用了两只13W的HEMT制作。使用此Doherty功率放大器，进行了调制信号的实际测量。在测量时使用了两个10MHz的LTE信号在1.9和2.6GHz频段上同时激励。这一对LTE信号事先使用2D-CFR方法进行了削峰处理。根据测量的结果，放大器实现了超过45.8%的功率附加增益（PAE）和接近10W的调制信号输出功率。经过与现有文献的对比，该指标体现了效率和输出功率上的大幅度提升，证明了交调匹配方法和2D-CFR方法的有效性。