蔡俊祺，卜 刚

（南京航空航天大学 电子信息工程学院 集成电路学院，江苏 南京 211100）

0 引言

射频功率放大器（RF Power Amplifier，RFPA）作为最重要的射频前端部分[1-3]在发射机的前级电路中，经过放大级的放大作用后，小功率的输出信号才可以由天线辐射，这时就体现出了RFPA 的重要性。

在现代无线通信系统中，信号的逐渐复杂和调制方式的多样化导致了射频信号的峰值平均功率比（PAPR）不断增加。如何对射频系统部分的效率和线性度进行提升，国内外学者纷纷展开研究和讨论，目前Doherty结构是一种根据输出功率动态调整负载阻抗而提高功放效率的结构，被许多基站放大器所使用。而包络跟踪技术也被应用到此结构的供电端用来提高其整体效率。

本文选择了Renesas 公司的GaAs 材料功率晶体管NE6510179A。其是一款可以工作在L&S 波段，输出功率为1 W 的GaAs HJ-FET 中等功率器件变换器，应用于通信和无线局域网络系统的射频前端。它能够以高线性在3.5 V 输入电压工作的前提下提供1.8 W 的输出功率，TYP 输出功率为35 dBm；在5 V 输入电压工作的前提下可以提供3 W 的输出功率，有31.5 dBm 的TYP 输出功率，并且增益和效率都较出色，工作频率最高可以达到3.7 GHz，在1.9 GHz 频率下有极高的线性增益（10 dB），在本设计工作频率附近也有7～8 dB 的增益。该管可以实现高效率、高带宽的高性能Doherty 射频功率放大器设计。

在设计上，本文先基于射频仿真软件ADS（Advanced Design System）搭建晶体管大信号模型后，设计出一个常用的带有三段补偿线的Doherty 功率放大器，之后再加入包络跟踪部分与其进行级联，最终得到一个基于开关多模式的射频Doherty 功率放大器，并且在不同输出功率部分针对于线性度和功率附加效率两方面均有不同程度的改进。……