如何使用ADS仿真不對稱Doherty功率放大器

　　為在高線性的前提下提高WCDMA基站系統(tǒng)中功率放大器的效率，仿真設(shè)計了一款工作于2．14 GHz頻段不對稱功率驅(qū)動的 Deherty功率放大器?；?a target='_blank' class='arckwlink_none'>ADS平臺，采用MRF6S21140H LDMOS晶體管，通過優(yōu)化載波放大器和峰值放大器的柵極偏置電壓改善三階互調(diào)失真（IMD3），同時通過調(diào)節(jié)輸入功率分配比例改善由于峰值放大器對載波放大器牽引不足導(dǎo)致的失配問題，從而改善不對稱Doberty功率放大器的輸出性能。仿真結(jié)果表明，當(dāng)載波放大器的柵極偏置電壓為2.84V，峰值放大器的柵極偏置電壓為0．85 V并且輸入功率比例為1：2.3，輸出功率為44 dBm時其功率附加效率（PAE）為24．21％，IMD3為-44．46 dBc，和傳統(tǒng)AB類平衡功率放大器相比PAE提高了8．58％，IMD3改善了6．98dBc。對于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)，多載波、寬帶、高傳輸速率已經(jīng)成為其發(fā)展的方向。隨著頻譜資源的日益緊張，為了在有限的帶寬內(nèi)傳輸更多的數(shù)據(jù)，在WCDMA系統(tǒng)中采用BPSK和QPSK等非線性調(diào)制方式，系統(tǒng)的瞬時傳輸功率產(chǎn)生較高的峰均比，功率放大器需要通過較大的功率回退的方式來滿足系統(tǒng)對線性度的要求。目前WCDMA基站或直放站中的功率放大器是最主要的功耗單元，為了滿足系統(tǒng)線性度的要求通常偏置在A類和AB類，效率都比較低，一般在8％～15％。因此，研究設(shè)計線性高效的射頻功率放大器成為功率放大器研究領(lǐng)域的一個熱門課題，Doberty結(jié)構(gòu)的功率放大器以其效率高、實現(xiàn)方法簡單、成本低廉等優(yōu)點引起了人們越來越多的關(guān)注和研究。本文基于ADS仿真平臺，在深入研究分析Doherty結(jié)構(gòu)的工作原理和優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款滿足WCDMA基站性能要求的不對稱Doberty功率放大器。

　　1 不對稱Doberty功率放大器的基本理論

　　1．1 傳統(tǒng)Doberty功率放大器的工作原理

　　傳統(tǒng)Doberty功率放大器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，它一般由載波放大器（Carrier Amplifier）和峰值放大器（PeakingAmplifier）并行連接組成。其中載波放大器一般偏置在AB類工作模式，輸出端串聯(lián)一個微帶線起阻抗變換的作用；峰值放大器一般偏置在 C類工作模式，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)前端附加的微帶線起到相位平衡的效果。