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250 W三路高功率Doherty放大器的设计

作者:时间:2012-05-31来源:网络收藏

摘要:为了提高数字电视发射机的效率,采用一种新型的三路电路。基于传输线理论和有源负载牵引理论,推导出三路的工作原理,同时利用ADS设计一个双三路电路,并用于数字电视发射机。仿真结果表明,该在功率回退9.1 dB时,出现第一个效率峰值点,在整个回退范围内具有3个效率峰值点。实测结果表明,在610 MHz中心频率和54 dBm输出功率下,该的效率可达41.2%。
关键词:数字电视发射机;功率;三路Doherty电路;效率峰值点

0 引言
现代通信系统和数字电视系统中,各种先进技术的使用,使得信号具有很高的峰均比。为了满足线性要求,射频功率必须工作在深度回退状态,因此效率很低,进而增加系统散热成本,也给系统稳定性带来严峻考验。目前,提出的效率增强技术有包络消除与恢复技术(EER)、包络跟踪技术(ET)、利用非线性元件线性放大技术(LINC)和Doherty技术等。Doherty技术由于结构简单,易于实现,得到了广泛应用。
然而传统的两路对称Doherty其高效率的动态范围为6 dB,对于具有更高峰均比的信号,其提高效率的性能是有限的。为了进一步提高Doherty的效率,采用的结构有非对称结构和多路结构。其中,非对称结构虽然可以拓展高效率范围,但其效率在两个峰值点之间明显下降;而多路结构不但能拓展效率范围,并且有多个效率峰值点,具有更高的效率。本文将介绍两种结构的三路Doherty电路,然后基于传输线理论和有源负载牵引理论推导出它们的工作原理;同时利用ADS设计一个新型的应用在数字电视发射机上的 W双三路Doherty电路。仿真及实验结果表明,该电路在峰均比为10 dB的OFDM数字电视信号下,输出功率为 W时,效率可达41.2%。

1 三路Doherty的工作原理
传统的三路Doherty电路如图1所示,文献已经详细推导了其工作原理。理论上该电路在一定的功率回退范围内有3个效率峰值点,但其存在的问题是:当输出功率达到一定水平时,主功放的负载调制作用中断而处于深度饱和状态,从而引起严重的线性问题;同时当所选器件功率比为1:1:1时,第一个效率峰值点出现的位置同两路对称Doherty一样,在回退6 dB处时,该结构并不能拓宽高效率的范围,只是在回退6 dB的范围内进一步改善效率。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/186334.htm

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本文将介绍一种新型的三路Doherty电路,它能充分发挥负载阻抗的调制作用;同时,当器件功率比为1:1:1时,它能在更大回退范围内获得高效率。新型三路Doherty的结构如图2所示,它同样由1个主功放和2个峰值功放组成,与传统三路不同的是它将两路Doherty中的峰值功放再用一个Doherty结构代替;同时为了保持各路功放输出相位的一致,在主功放和峰值功放2输入端加入了90°传输线。


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