1、Doherty放大器之宽带拓展理论

1、Doherty放大器之宽带拓展理论

参考文章：基于GaN管的宽带高回退Doherty功率放大器研究与设计

1 传统Doherty框图及带宽限制原因（及ADS仿真）

限制其带宽的因素
主要有以下几点：

1. 负载调制网络中的四分之一波长线为频率元件，偏离中心频点后其特性会发生
   变化；
2. 传统 Doherty 功放是在已匹配的载波功放后添加四分之一波长线，晶体管的封
   装寄生参数和输出匹配网络本身就具有带宽限制；
3. 相位补偿线也是频率元件，载波功放和峰值功放是分别设计的，且分别是 AB
   类偏置和 C 类偏置，因此两路的相位特性通常并不一致，相位补偿线难以实现
   宽带内的相位补偿，造成输出电流在合成时相位不完全一致。

传统Doherty阻抗变换原理图：

传统Doherty阻抗变换ADS仿真（假设中心频率3Ghz）：


结论：普通中，当频率偏离中心频点时，回退阻抗的实部减小较快。回退阻抗的实部减小意味着电压的摆幅降低，回退效率下
降。因此在设计中此种结构的Doherty功放不具备宽带能力。（省流：阻抗实部不怎么下降才是宽带的）

2 平行Doherty结构（宽带）

带宽改善原因：传统的 Doherty 功放采用两根四分之一波长线作为负载调制网络。在功率回退点，λ/4 线 TL1 需要将 25Ω 匹配到 100Ω，4 倍的阻抗变换比使其不具有宽带特性。平行 Doherty 结构从降低阻抗变换比着手来拓展带宽。平行 Doherty 结构基本框图如下所示：

平行 Doherty 结构基本框图解释：功率饱和点和功率回退点 λ/4 线 TL3 分别将 100Ω 匹配到 50Ω 和将 50Ω 匹配到100Ω，阻抗变换比降低为 2，一定程度上提升了带宽。

平行 Doherty 阻抗变换ADS仿真（假设中心频率3Ghz）：

对比：

结论：性能有一定提升，但是平行结构在减小回退点的阻抗变换比的同时增加了饱和点的阻抗变换比。

3 负载调制网络补偿技术 （宽带）

基本思想：在传统结构的基础上通过添加补偿线并进行相应的改进来使回退阻抗在宽带内保持在 100Ω 附近，通常是在合路点添加 λ/4 短路线或者 λ/2 开路线。
基本框图：

短路结构的ADS仿真与结果（参数已经被微调，与框图不同）：

开路结构的ADS仿真与结果（参数已经被微调，与框图不同）：

4 结论

负载调制网络补偿技术宽带性能较好，其中短路型负载调制网络补偿技术可能获得更大的带宽。