高效Doherty功放在數(shù)字電視前端發(fā)射機中的應(yīng)用

摘要：數(shù)字電視發(fā)射機是采用OFDM調(diào)制方式，因此對發(fā)射機中功率放大器的效率會提出非常高的要求。針對OFDM信號的高峰均比(PAPR)特性，將Doherty功放引入前端功率放大器，介紹了Doherty功放的原理和基本結(jié)構(gòu)，通過計算機仿真驗證了這種功放電路在數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中的應(yīng)用效果，設(shè)計了具體的實際電路，并進(jìn)行測試，取得實際的結(jié)果。結(jié)果表明所設(shè)計的Doherty功放很好地解決了目前數(shù)字電視前端發(fā)射機存在的效率低的問題，具有很大的實用性。
關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；Doherty；數(shù)字電視發(fā)射機；功率放大器

0 引言
OFDM信號頻譜利用率高，抗碼間串?dāng)_(ISI)性能強，它將是第4代移動通信的核心技術(shù)。由于OFDM信號是由多個獨立的經(jīng)過調(diào)制的子載波信號疊加而成，合成信號有可能產(chǎn)生很高的峰值平均功率比(PAPR)，當(dāng)該信號通過非線性高功率放大器時，功率放大器的非線性特性會使信號產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變，使各子載波間正交性被破壞，產(chǎn)生載波間串?dāng)_(ICI)，高效率的功率放大器也就成為OFDM系統(tǒng)的重點。目前，采用Frees-
cale公司的MRF9060進(jìn)行設(shè)計的前饋功率放大器，其效率可以達(dá)到30％。而Doherty功放，由于其工作在C類，理論上其效率可以達(dá)到75 ％，因此在移動通信前端功放中得到廣泛應(yīng)用。Doherty功放結(jié)合預(yù)失真技術(shù)使用在數(shù)字電視前端系統(tǒng)中，使得數(shù)字電視前端功放的效率得到進(jìn)一步的提高，與原來的前饋相比，實際工作效率至少可以提高10％，因此，Doherty功放在數(shù)字電視前端系統(tǒng)中的應(yīng)用也將越來越廣泛。本次設(shè)計主要介紹Doherty功放在數(shù)字電視前端發(fā)射系統(tǒng)中的應(yīng)用，以提高前端發(fā)射系統(tǒng)的效率。

1 Doherty功率放大器原理概述
Doherty功率放大器是一種專門針對非恒定包絡(luò)的調(diào)制信號的高效線性功率放大器，由美國Bell實驗室的射頻工程師W．H．Doherty于1936年首次提出。其原理如圖1所示。

Doherty放大器主要由載波放大器和峰值放大器兩個功率放大單元組成。信號從放大器的輸入端進(jìn)入，經(jīng)過功分器分成兩路分別輸入載波放大器和峰值放大器。經(jīng)過放大器之后兩路信號最終在末端直接耦合輸出。Doherty功率放大器的最主要的特點在于它有兩個結(jié)構(gòu)相同，靜態(tài)工作點偏置不同的放大單元，通常將載波放大器設(shè)置成AB類放大器，而峰值放大器的偏置設(shè)置為C類放大器。Doherty放大器的另一個特點是載波放大器和峰值放大器的結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體特性的一致性要求很高。