随着通信技术的飞速发展,目前正处于4G通信向5G通信过渡的时期,在5G通信技术快速崛起的背景下,要求通讯系统具备更高的吞吐量、低延迟、高可靠性、增强的可扩展性和节能等特性。新技术要求使用最小频谱传输最大的数据量。频谱是昂贵的,这需要复杂的调制技术来产生需要线性放大的宽动态信号。另外,节能则必然要求更高的效率。所以,对于现代无线通信系统来说,迫切要求功率放大器具有高效率,宽带宽,高线性度,高功率等性能。为了满足5G通信技术应用对功率放大器的复杂要求,本文针对自主研发GaN器件设计出了一款高效率、宽带的Doherty功率放大器。该论文所包含的工作内容以及创新点如下所示:(1)本文基于GaN器件设计了一种非对称宽带Doherty功率放大器,其载波功率放大器工作在Class AB状态,其漏极采用28V供电,栅极采用-2.7V供电;峰值功率放大器工作在Class C状态,其漏极采用32V供电,栅极电压为-5.2V,因此,具有更宽的功率回退性能。(2)本文创新性的提出了一种新的输入、输出宽带匹配方法。载波放大器以及峰值放大器的输入电路匹配设计均采用低通滤波器宽带匹配,输出电路匹配设计均采用带通滤波器匹配与双阻抗匹配相结合的方案。这样不但可以实现更宽的带宽,而且可以很好地抑制输入以及输出谐波。(3)本文提出一种新的基于短节变阻器的后匹配电路设计方法,解决了四分之一波长传输线阻抗变换器对于Doherty放大器的带宽限制。该短节变阻器由十六分之一波长的微带传输线组成,不但可以实现实阻抗变换,而且具有滤波器的特性;即不但实现了宽频带,而且相对于二项式多节阻抗变换器以及切比雪夫多节阻抗变换器,带外衰减抖降程度更高,对带外杂波具有明显抑制作用。(4)通过实验数据结果可知:本文所设计的基于GaN器件的Doherty功率放大器在3.2GHz~3.8GHz的频段范围内,不但实现了饱和输出功率达到44.7dBm,饱和效率大于61%;而且在饱和输出功率回退7dB时的效率大于42%。另外,在20MHz-LTE测试条件下,通过DPD(Digital Pre-distortion,DPD)校准后的ACPR(Adjacent Channel Power Ratio,ACPR)达到-52.2dBc。