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基于线性化融合技术的Doherty射频功率放大器的设计
作 者: 段淇
导 师: 叶建芳
学 校: 东华大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 射频功放 预失真 前馈 效率 Doherty ADS仿真
分类号: TN722.75
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
射频功率放大器位于无线通信系统的末端,是整个通信系统中耗电最严重的非线性器件,其线性度、功耗、稳定性及可靠性直接影响到整个通信系统的性能指标。如何使射频功放保持高线性的同时具有较高的效率,是近年来国内外学者研究的热点。为了解决射频功放线性度和效率的矛盾,本课题首先对改善功放线性度及效率的相关理论和技术进行了深入的研究,接着利用线性化融合方法及Doherty技术完成射频功放的设计,该功放可用于对线性度和效率要求很高的W-CDMA基站及TDMA、CDMA和多载波放大设备中。最后借助ADS软件对所设计功放的三阶交调系数及效率等指标进行仿真分析,并完成了射频功放电路参数及性能的总体优化设计。ADS仿真结果为:三阶交调抑制量优于-66.6dBc,功率附加效率可达60%以上,仿真数据表明:课题的设计方案是可行的,达到了预期的设计目标。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 目录 7-9 1 绪论 9-17 1.1 论文研究的目的和意义 9-10 1.2 国内外研究现状及发展趋势 10-15 1.3 本论文的主要工作和内容安排 15-17 2 射频功率放大器 17-31 2.1 射频功率放大器分类 17-21 2.1.1 基于静态工作点的放大器分类 17-19 2.1.2 基于晶体管等效电路的放大器分类 19-21 2.2 非线性失真及其分类 21-23 2.2.1 非线性失真 21 2.2.2 非线性失真分类 21-23 2.3 非线性失真模型 23-26 2.3.1 多项式无记忆模型及Volterra级数模型 23-24 2.3.2 极坐标模型 24-25 2.3.3 正交坐标非线性模型 25-26 2.4 射频功率放大器非线性失真对通信系统的影响 26 2.5 射频功率功率放大器的性能指标 26-29 2.6 射频功率放大器的设计要求 29-30 2.7 本章小结 30-31 3 射频功率放大器的线性化技术及效率特性 31-45 3.1 射频功放线性化技术 31-38 3.1.1 功率回退技术 31 3.1.2 负反馈技术 31-32 3.1.3 预失真线性化技术 32-37 3.1.4 前馈线性化技术 37-38 3.2 Doherty技术 38-44 3.2.1 研究Doherty功放的必要性 38-39 3.2.2 Doherty功放的原理 39-43 3.2.2.1 λ/4阻抗变换线 39-40 3.2.2.2 Doherty功放的定量分析 40-42 3.2.2.3 Doherty功放的工作原理 42-43 3.2.3 源牵引和负载牵引技术 43-44 3.3 本章小结 44-45 4 基于线性化融合技术的Doherty射频功率放大器的设计和仿真 45-91 4.1 设计指标 45 4.2 ADS仿真平台简介 45-48 4.3 基于MRF6S21050L的AB类功放电路的设计和仿真 48-65 4.3.1 MRF6S21050L功放管的选择 49 4.3.2 介质基片的选择 49 4.3.3 直流分析 49-51 4.3.4 偏置及稳定性分析 51-54 4.3.5 最佳源阻抗和负载阻抗的确定 54-57 4.3.6 匹配电路设计 57-62 4.3.7 功放电路的设计及仿真分析 62-65 4.4 预失真和前馈电路的设计和仿真分析 65-76 4.4.1 新型预失真器的设计及仿真分析 65-67 4.4.2 预失真功放电路系统的设计和仿真 67-72 4.4.2.1 预失真功放电路系统的设计和仿真 69-72 4.4.3 前馈功放电路系统的设计和仿真分析 72-76 4.4.3.1 前馈射频功放电路的设计 72-73 4.4.3.2 前馈功放电路系统的仿真分析 73-76 4.5 线性化融合电路系统的设计和仿真分析 76-79 4.5.1 预失真和前馈线性化技术对比分析 76 4.5.2 预失真和前馈线性化技术融合的必要性 76 4.5.3 线性化融合技术的研究及方案的提出 76-77 4.5.4 融合电路的设计及仿真分析 77-79 4.6 Doherty射频功放的设计和仿真分析 79-83 4.6.1 Doherty功放电路的设计 79-81 4.6.2 Doherty功率放大器的仿真分析 81-83 4.7 基于线性化融合技术的Doherty射频功放的设计和仿真分析 83-89 4.7.1 线性化融合技术和Doherty技术相融合的必要性 83-84 4.7.2 线性化技术和Doherty技术相融合的研究及电路设计 84-87 4.7.3 线性化融合技术的Doherty功放仿真平台的构建和分析 87-89 4.8 仿真结果的对比分析 89-90 4.9 本章小结 90-91 5 总结与展望 91-93 5.1 全文总结 91-92 5.2 有待探索的问题 92-93 参考文献 93-96 攻读学位期间的研究成果 96-97 致谢 97
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 放大技术、放大器 > 放大器 > 放大器:按作用分 > 功率放大器
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