文档介绍：双频功率放大器
效率增强技术研究
(申请清华大学工学硕士学位论文)
培 养 单 位 ： 电子工程系
学 科 ： 电子科学与技术
研 究 生 ：陈晓凡
指 导 教 师 : 陈文华副教授
二○一四年五月
Efficiency Enhancement of Concurrent
Dual-band Power Amplifiers
Thesis Submitted to
Tsinghua University
in partial fulfillment of the requirement
for the degree of
Master of Science
in
Electronic Science and Technology
by
Chen Xiaofan
Thesis Supervisor: Associate Professor Chen Wenhua
May, 2014
摘 要
摘 要
近年来，随着 3G/4G 通信技术的发展，可同时工作在两个频段上的并行
双频功率放大器引起了学术界和工业界的关注。使用并行的双频功率放大器，
可以显著的提高通信系统的灵活性，降低基础设施的建设成本，并可对载波
聚合技术提供支持。在众多研究者的推动下，对双频功率放大器的研究得到
了很大的发展。然而，到目前为止，双频功率放大器尚没有得到真正的工业
应用。其主要原因在于，现有的并行双频功率放大器，并行模式之下均出现
了明显的性能恶化，尤其是效率的恶化。
在本文中，我们尝试解决这一问题，为此我们首先引入了并行连续波分
析的方法，对双频功率放大器进行了理论分析。根据理论分析，在双频功率
放大器的漏极电流中存在着显著的交调分量，必须对此分量进行合理的匹配，
缺乏合理的交调阻抗匹配，是现有双频功率放大器在并行模式下性能恶化的
一个重要原因。由此引入了交调阻抗匹配方法，即在功率放大器的设计中，
必须同时考虑基频、谐波、和交调频率上的阻抗匹配。
另一方面，在本文中我们引入了可达区域的概念以描述双频功率放大器
的输出能力。我们进一步提出，双频调制信号在统计分布上与功率放大器可
达区域的不匹配，是引起调制信号激励下性能恶化的另一重要原因。针对这
一问题，我们提出了二维峰值因子压缩（2D-CFR）方法，其原理是对双频
调制信号的二维统计分布进行修整，使之与双频功率放大器的可达区域相匹
配。
在本文中给出了两个功率放大器的设计实例，展示了如何进行基于交调
匹配方法的设计。其中之一是工作于 LTE 频段的双频 Doherty 功
率放大器，使用了两只 13W 的 HEMT 制作。使用此 Doherty 功率放大器，
进行了调制信号的实际测量。在测量时使用了两个 10MHz 的 LTE 信号在
和 频段上同时激励。这一对 LTE 信号事先使用 2D-