前言


单输入Doherty功率放大器(DPAs)是无线基站发射机最常用的架构,用于提高功率补偿效率。威尔金森功分器(WPD)因其结构简单而被广泛应用于单输入DPA的输入电路设计中。然而,已经发现,由于包括辅助放大器的低增益和软开启行为在内的若干因素,具有常规WPD的单输入差分放大器不能实现理想的Doherty操作。为了克服这个问题,已经提出了几种设计技术,如自适应偏置,和双输入Doherty PAs。虽然这些技术可以解决问题,但它们需要外部控制电路,因此增加了整个电路的复杂性、尺寸和功耗。


研究内容


埃克塞特大学的研究人员使用修正WPD建立了分布式电源中自适应输入功率分布的公式。这些公式表明,当辅助放大器在断电范围内的输入反射相位设置正确时,只需调整分压器中的隔离电阻,就可以获得理想的依赖于功率的Doherty工作功率分布曲线。为了验证该公式,研究人员基于该理论设计并制作了一个3.5 GHz 32 W的氮化镓HEMT器件,并证明了通过优化隔离电阻可以提高线性度。基于该技术的最终优化后的动态功率放大器显示,在数字预失真(DPD)后,使用8.5分贝PAPR 10兆赫长期演进信号时,平均漏极效率为55 %,ACLR为-50分贝。


实验方法


为简单起见,本文只考虑等分WPD。在这里,要指出的是,在WPD不等分的情况下,也可以建立公式,并且可以获得相同的结果。因此,在等分WPD的情况下,四分之一波长线2和3的特征阻抗被设置为相同。

一种新型Doherty功率放大器自适应输入功率分配电路的设计方法

具有任意端口阻抗和隔离电阻的改进型WPD电路原理图。

一种新型Doherty功率放大器自适应输入功率分配电路的设计方法

模拟功率分配比。

一种新型Doherty功率放大器自适应输入功率分配电路的设计方法

基于GaN DPA与修改WPD后的电路结构。


结论


本文介绍了用修正WPD法计算分布式电源自适应输入功率分布的公式和实验验证。该公式表明,在适当设置功率回退范围内辅助放大器的输入反射相位时,只需调整分压器中的隔离电阻,即可获得理想的多赫蒂工作功率相关功率分布曲线。


文章来源:


DOI:10.1109 / PAWR46754.2020.9036005。

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