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为进一步提高无线通信系统中数据高速传输的能力,需要系统之中的耗能模块拥有更加高效节能和宽频率覆盖的特性。而Doherty功率放大器作为通信系统中的主要供能和耗能模块,其工作效率的提升以及工作频率的拓宽是众多研究者们一直探索的。本文初期通过查阅大量相关文献资料,分析近年来Doherty功率放大器的发展趋势,阐述了基站Doherty工作原理及其性能提升方法,着重对Doherty的效率和带宽两个性能展开深入研究,设计面向5G通信应用的宽带宽高效率Doherty功率放大器。主要的工作流程开展及创新性如下:1、对功率放大器的主要性能指标进行综述,并着重讨论效率和带宽对功率放大器的性能影响。对传统Doherty功率放大器的工作原理进行深入研究,先后分析了负载调牵引理论、Doherty功率放大器的几种工作状态,以及Doherty提升回退效率的缘由,肯定了 Doherty结构的巨大优势。2、研究传统Doherty功率放大器进一步提升效率的多种设计方案,最终选择了将F类功率放大器与Doherty功率放大器相结合的设计方法,先通过分析F类功率放大器效率提升的基本原理,接着讨论将F类功率放大器与Doherty功率放大器结合的可行性并最终拟定结合的方案。3、研究限制Doherty功率放大器带宽的主要因素,着重分析Doherty功放负载调制网络中阻抗变换线对工作带宽的影响,在平行式Doherty功率放大器的设计理念上进行改进,通过调整阻抗变换线的阻抗变换比来减低Doherty功率放大器的分数带宽,得到一种比平行式Doherty功放更为紧凑的宽带Doherty功放设计方法。同时,相对于传统Doherty功率放大器,所设计的新型Doherty功率放大器带宽更宽。将F类功率放大器与Doherty结构相结合,并改进负载调制网络,最终设计出具有宽带宽、高效率的F类Doherty功率放大器,该方案旨在提升传统Doherty功放的带宽和效率性能,设计出综合性能优异的功率放大器以满足未来5G通信应用的需要,在连续波测量下,该功率放大器能够在在3.0-4.0GHz频率范围内实现61%-71%的饱和漏极效率,6dB回退效率大于35%(最高效率为52%)。其综合性能比传统Doherty功率放大器更加优秀。此外,在3.46GHz-3.54GHz频带内,通过20MHz LTE调制信号进行测量并结合数字预失真技术评估其线性化性能,输出信号的ACLR值低于-46dBc。