在移动通信系统快速发展的背景下,本文提出了一种并发双频不均匀Doherty功率放大器(PA),以适应同时容纳多种标准的需求。该设计针对的是两个间隔较宽频率的应用,采用了一种频率依赖的不均匀功率分配方法以及Doherty放大器中的输入匹配非线性特性来避免由于峰值器件的软开启特性引起的早期载波调制下降。
Doherty功率放大器是一种用于提高效率的非线性功率放大器设计,其基本原理是在输入功率较低时,主功率放大器工作,而在输入功率较高时,峰值功率放大器开始工作以提供额外的功率。不均匀Doherty放大器是指主功率放大器和峰值功率放大器之间功率分配比是不均等的。并发双频放大器意味着该放大器可以同时处理两个频段的信号。
文章中提出的功率放大器在850MHz和2330MHz频点下,均实现了良好的性能,尤其是在6dB背靠背功率回退时,其附加功率效率分别达到了45%和41%。此外,该Doherty功率放大器的增益在两个频段分别达到了19dB和13dB。为了进一步提升性能,研究者们还应用了一种更精确的二维联合数字预失真模型(2D-JDPD),以线性化功率放大器并同时补偿同相和正交(I/Q)不平衡。通过该模型,邻信道功率比(ACPR)得到了改善,分别优于-47.1dBc和-49.4dBc,并在平均输出功率为31.75dBm时达到了26.7%的漏效率。
文章引入了数字预失真(Digital Predistortion,DPD)的概念,这是一类用于功率放大器非线性校正的技术,能够通过在放大器的输入信号上应用一个逆向的非线性模型来提高线性度。文中提到的2D-JDPD模型是数字预失真中的一种特殊形式,它能够在频率和功率两个维度上对放大器的非线性失真进行建模和补偿。这种模型的优势在于它能够同时处理不同载波频率和不同功率水平下的失真问题,对于频段间隔较大的并发双频Doherty放大器尤其重要。
在移动通信领域,频段间隔较宽的应用场景是常见的,例如在GSM、LTE等通信标准中。传统的多频带功率放大器解决方案通常涉及将几个单频带功率放大器并联使用。然而,这种方法存在效率低和尺寸大的缺点。本文的研究成果提供了一种更高效和紧凑的解决方案。
整个研究工作得到了中国科学技术部国家科技重大专项(项目编号2012ZX***-003)、国家自然科学基金(项目编号***)的部分支持,这表明了其研究的重要性和实用性。相关研究成果已在IEEE Transactions on Circuits and Systems—II: Regular Papers上发表,该期刊由国际电气和电子工程师协会(IEEE)出版,是一份专注于电路与系统研究的权威性学术期刊。
综合以上内容,可以看出本文所介绍的并发双频不均匀Doherty功率放大器通过频率依赖的输入功率分配和输入匹配非线性的结合,有效提升了放大器在高频段和低频段的性能表现。同时,2D-JDPD模型的引入进一步优化了功率放大器的线性度和效率。这些技术的进步对于促进通信技术的进一步发展和通信系统的性能提升具有重要意义。