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TechnicalFeature 技术特写

优化历史悠久的Doherty功率放大器

Optimizing the Perennial Doherty Power Amplifier

Gareth Lloyd，罗德与施瓦茨公司，德国慕尼黑

将 近100年以前发明的Doherty功率放大器 线性化技术
发射（Tx）射频前端（RFFE）中的四个主
（PA）在数量很多的无线电发射机中用
来提高能量效率，而制造这种功率放大器有很 要技术性能参数是效率、输出功率、线性度和
多方法。本文首先概括介绍了线性化和效率增 带宽。后三个参数通常取决于系统要求，如通
强，并根据背景情况重点介绍了相关挑战和众 信标准。第一个参数（即能量效率）是区别因
多解决方案当中的几个。最后通过个例研究说 素。若所有其它性能参数相同，那么较高的前
明了一个备选设计流程，深入探讨了该设计以 端效率较佳。
及如何实现性能与成本间的最佳折衷。 在RFFE中使用的器件具有非线性特性，不
能当做理想模块直接使用。通过线性化技术，
可以改进Tx RFFE的线性度。这通常会增加Tx
RFFE的原始成本，而得到的是效率、线性度以
及输出功率的改善。目前已发表了很多线性度
载波 1 2
PA 改进方法，至少可回溯到前馈 和反馈 专利。可
基带 以认为，非线性预失真的应用日期与压缩扩张
+ 3
DAC Doherty 技术的发明日期是相近的 。这些方案可根据它
+ 组合器 们的工作方式进行分类（请见图1和表1） 。线
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调制器
性化技术的一个区分标准是：该方案是预测还
峰值
PA 是提取无用信号，以及是在输出之前还是之后
执行校正。分类对于理解一般特性并识别最佳
双输入 应用方法很有用。
Doherty
前馈是测量后校正方案的一个例子，反
传统 可编程分离式 馈是一种测量预校正方案，而预失真是一种预
Doherty Doherty
测预校正方案。预测性方案依赖于生成无用信
偏置调制 Doherty 号，在频带较宽和功率较低的系统中，这种无
Doherty 移相 用信号对于数字预失真（DPD）来说可能十
ET + 连续性 分麻烦。另一方面，预测性方案不要求存在失
Doherty Doherty
移相
包络跟踪 连续性 移相 真，并可能会完全消除失真。
+ ET 这些例子中缺少的是采用预测性后校正的
线性化技术的整个类别。在过去100多年里，人
负载调制 多电平移相 Chireix 们已对这个技术系列进行过深入研究和记载。
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6
5
异相（Outphasing） 、包络 和Doherty 发射机
ER/EER LINC 8 9 10
以及由Choi 、Andersson 和Chung 介绍的混合
型发射机是这些技术的例子，但这些技术主要
是为了提高效率而并非作为线性化技术而进行
包络 高效
PA RF PA 了市场开发。包络和异相方案的最纯粹的形式
基带 基带 是分别使用放大和路径求和，从高效生成的非
+ + 移相，
DAC DAC Chireix, 线性成分来构造其信号。Doherty放大器包含一
+ + 隔离 个称为“主路径”或“载波”的参考路径和一
调制器 调制器
个称为“峰值路径”或“辅助路径”的效率路
高效
RF PA RF PA 径。对Doherty设计进行的更全面数学分析已超
出本文的范围，在很多文献中都有。关于详细
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图1：采用源后、预测/合成组成方案的放大器线性化选件。 信息，读者可特别参阅Cripps的文章 。
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