Design of High-Performance Doherty Power Amplifier
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简介：
本论文提出了一种高性能的Doherty功率放大器设计，优化了效率与线性度之间的平衡，适用于现代通信系统中的宽带信号处理。
在现代无线通信系统中，功率放大器（PA）需要具备高效率与良好的线性度。传统方法要求功率放大器必须工作于A类或AB类状态，并且从1dB压缩点(P1dB)处要有较大的后退以满足线性需求。尽管反馈、预失真和前馈等技术可以改善性能，但它们并未解决功放效率的问题。Doherty功率放大器（DPA）最初设计的目的是提高效率，在最近的研究中显示能够同时实现高效率与良好线性的双重优势。
文章提出了一种正向延迟线结构(PDL)用于优化Doherty功率放大器的设计，以确保其能够在更适宜的工作条件下运行，从而提升整体性能。门源偏置电压被认为在减少三阶交调失真(IMD3)方面起到关键作用。
要深入探讨这一主题，以下知识点是必要的：
1. Doherty功率放大器的基本原理：这种结构由一个主功放（carrier amplifier）和峰值功放(peaking amplifier)组成。当输出功率较低时，峰值放大器关闭，而主放大器处于高阻抗状态；随着输出功率增加，峰值放大器启动并共同承担更高的负载。通过动态调整负载电阻来提高效率。
2. 高效与良好线性的挑战：为了满足严格的线性度要求, 功率放大器往往需要在较低的效率下运行（较大的后退）。因此，在设计高效且具有高线性的Doherty功率放大器时面临巨大挑战。
3. Doherty功率放大器的设计技术：包括自适应偏置控制、倒置结构和输出偏移线等方法，这些可以进一步提升性能指标。
4. 增强线性度的方法：例如缺陷地结构(Defected Ground Structure) 和衍生叠加(Derivative Superposition Technique)，它们能够改善DPA的非线性特性。
5. 正向延迟线(PDL)的作用：PDL确保在不同工作条件下，每个功放都能以最优化的方式运行，从而提高效率和性能表现。
6. ADS分析技术的应用：通过使用高级设计系统(ADS)软件进行仿真验证所提出的DPA方案，并最终制作实物模型。该工具广泛应用于高频电路的设计与模拟测试中。
7. 实验结果证明了改进后的Doherty功率放大器具有出色的效能指标，在实际应用中的效果得到了证实。
在开发高性能的Doherty功率放大器时，需要仔细考虑阻抗匹配、负载牵引效应等因素，并且要找到线性度和效率之间的最佳平衡点。这通常涉及调整多个参数如偏置电压、负载电阻等来实现最优设计。此外还需关注实际应用中的限制条件，例如输出功率范围及制造工艺的可行性等问题。通过深入了解Doherty功放的工作原理及其优化策略，在满足无线通信设备性能需求的同时还能提供有效的解决方案。
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