《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于開關(guān)多模式的Doherty射頻功率放大器設(shè)計(jì)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第7期
蔡俊祺，卜 剛
南京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 集成電路學(xué)院，江蘇 南京211100
摘要： 在工作頻率為2.4 GHz的背景下，基于所設(shè)計(jì)的Doherty功率放大器，設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的多模開關(guān)控制和包絡(luò)跟蹤調(diào)制的Doherty功率放大器。設(shè)計(jì)中使用的電子管是Renesas的GaAs晶體管NE6510179A。設(shè)計(jì)的Doherty峰值輸出(32.0 dBm)時(shí)功率附加效率達(dá)到27.2%，回退6 dB時(shí)的功率附加效率為27.0%。在與搭建的包絡(luò)跟蹤模型級(jí)聯(lián)改進(jìn)后，新結(jié)構(gòu)對(duì)低輸出功率的功率附加效率有一定程度的改善，在中高輸出功率部分的線性度有較大的改善。
中圖分類號(hào)： TN92
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222895
中文引用格式： 蔡俊祺，卜剛. 基于開關(guān)多模式的Doherty射頻功率放大器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(7)：105-109，113.
英文引用格式： Cai Junqi，Bu Gang. Design of a switch-controlled multi-mode Doherty power amplifier[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(7)：105-109，113.
Design of a switch-controlled multi-mode Doherty power amplifier
Cai Junqi，Bu Gang
College of Integrated Circuits，College of Electronic and Information Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 211100，China
Abstract： In the background of the operating frequency of 2.4 GHz, based on the designed Doherty power amplifier, an improved Doherty power amplifier with multi-mode switch control and envelope tracking modulation is designed. The tube used in this design is a GaAs transistor NE6510179A from Renesas. The power added efficiency of the designed Doherty peak output(32.0 dBm) reaches 27.2%, and the power added efficiency of the back-off 6 dB is 27.0%. After being improved in cascade with the built envelope tracking model, the new structure can improve the power added efficiency of low output power to a certain extent, and the linearity in the middle and high output power part has been greatly improved.
Key words : RF power amplifier；Doherty structure；power added efficiency；linearity

0 引言

    射頻功率放大器(RF Power Amplifier，RFPA)作為最重要的射頻前端部分[1-3]在發(fā)射機(jī)的前級(jí)電路中，經(jīng)過放大級(jí)的放大作用后，小功率的輸出信號(hào)才可以由天線輻射，這時(shí)就體現(xiàn)出了RFPA的重要性。

    在現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中，信號(hào)的逐漸復(fù)雜和調(diào)制方式的多樣化導(dǎo)致了射頻信號(hào)的峰值平均功率比(PAPR)不斷增加。如何對(duì)射頻系統(tǒng)部分的效率和線性度進(jìn)行提升，國(guó)內(nèi)外學(xué)者紛紛展開研究和討論，目前Doherty結(jié)構(gòu)是一種根據(jù)輸出功率動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)載阻抗而提高功放效率的結(jié)構(gòu)，被許多基站放大器所使用。而包絡(luò)跟蹤技術(shù)也被應(yīng)用到此結(jié)構(gòu)的供電端用來(lái)提高其整體效率。

    本文選擇了Renesas公司的GaAs材料功率晶體管NE6510179A。其是一款可以工作在L&S波段，輸出功率為1 W的GaAs HJ-FET中等功率器件變換器，應(yīng)用于通信和無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的射頻前端。它能夠以高線性在3.5 V輸入電壓工作的前提下提供1.8 W的輸出功率，TYP輸出功率為35 dBm；在5 V輸入電壓工作的前提下可以提供3 W的輸出功率，有31.5 dBm的TYP輸出功率，并且增益和效率都較出色，工作頻率最高可以達(dá)到3.7 GHz，在1.9 GHz頻率下有極高的線性增益(10 dB)，在本設(shè)計(jì)工作頻率附近也有7～8 dB的增益。該管可以實(shí)現(xiàn)高效率、高帶寬的高性能Doherty射頻功率放大器設(shè)計(jì)。




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作者信息：

蔡俊祺，卜  剛

(南京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 集成電路學(xué)院，江蘇 南京211100)





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