高数据速率移动通信系统需要提供高能效的RF功率放大器（PA），以帮助降低网络的运营成本。

这是一个挑战，因为最新蜂窝标准中使用的复杂调制方案具有高峰值平均功率比（PAR），这反过来要求发射机PA的高平均效率。许多PA架构都有一个“最佳点”，它们可以最有效地运行，并且在远离该点的情况下以低得多的效率运行。因此，实现高平均效率意味着构建在各种操作条件下都能高效的PA架构。

我们已经看到了一些有前途的方法来构建这样的PA，在Doherty中使用GaN晶体管和异步架构。如果在不增加PA板的尺寸或复杂性的情况下更有效地控制终止发射信号的高次谐波的方式，我们认为可以实现更高的效率。

我们的方法使用谐波匹配的GaN晶体管和准负载不敏感（QLI）架构，以实现标准RF封装中E类放大器的效率。该方法提供高效运行。尽管Doherty和异步PA架构调整其负载的方式。

提醒一下，图1显示了简化的Doherty PA架构。

图1：简化的Doherty PA架构

图2简化的异相PA架构

使用QLI技术构建更高效的PA
我们使用E类放大器的有限电感实现，从简单的电路结构实现高效率。随着负载网络元件和输入参数之间的关系作为谐振因子q = 1 /ω√LC，通过L和C的函数而变化，出现了许多工作模式，如图3所示。

图3：准负载不敏感的E类PA，具有有限的直流馈电电感L和低通LC部分（L1C1）及相关波形

在q = 1.3时，PA进入E类工作模式，在各种负载电阻范围内提供最佳效率 - 这是使用动态负载调制的系统所要求的。

在标准RF封装中，尺寸和成本限制仅允许简单的匹配网络拓扑。串联电容器在内部特别难以实现。因此，我们得到了功能相同的变换低通LC部分（L1C1），如图3的下半部分所示。

由于高次谐波在封装内部匹配，传统的基本负载牵引系统足以实现最佳效率，最大输出功率和退避（例如，6dB）的最佳阻抗。测量数据显示最大输出功率和效率在放大器史密斯圆图的实轴上对齐。对于增加的实际负载部分，输出功率降低时保持峰值效率，这表明在负载调制期间实现峰值效率所需的二次谐波阻抗不受影响。此属性对于提高Doherty和异相PA的平均效率非常有用。

将QLI技术应用于E类Doherty PA设计
我们对封装器件的功率和效率的负载牵引测量表明它具有λ/ 4内部信号旋转。在Doherty PA的负载网络设计中可以考虑这种内部旋转，因此不必在输出端添加补偿线。封装引线所需的基本负载阻抗也足够高，可以直接连接Doherty组合器而无需额外的匹配网络。

高次谐波在封装内终止的事实意味着Doherty PA的负载网络可以简单，紧凑，并且不需要更高的谐波匹配。此外，主器件偏置在AB类模式，而峰值器件在C类模式下偏置其静态电流以确保传统的Doherty操作，因此当硬驱动时，器件将进入类E操作。

将QLI技术应用于双输入，混合模式异相PA设计
混合模式异相设计如图4（b）所示。通过将电气长度调整±Δ，而不是增加消耗区域的分流电纳，将Chireix补偿结合到两个分支中。 Δ的值确定所需的异相补偿角。

对于混合模式异相操作，使用相位和输入功率控制的组合来实现最大的漏极/ PAE效率与功率回退。用于实现最佳效率响应的驱动器配置文件存储在查找表中。这意味着异相功率放大器可以避免在较大的异相角处产生明显的效率/增益滚降，从而保持其高的阵容效率。

QLI PA架构在实践中
我们使用双输入测量设置测试了这两种PA架构，该设置可以扫描信号的输入相位和幅度。这些设备没有被推入高压缩状态，以避免在连续波浪操作时过热。这意味着调制信号的峰值功率至少比静态测量输出功率高1dB。矢量切换通用记忆多项式方法用于线性化。优化的数字预失真策略应该提供更好的线性化。

结论

这项工作表明，通过终止RF封装内的高次谐波，可以构建基于负载调制的高效功率放大器。这种方法还意味着功率组合网络可以简单紧凑。

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