本文介紹了設計人員在設計高效RF功率放大器方面所面臨的挑戰。它簡要描述了這些大功耗的原因，以及創建更高效和低功耗的RF功率放大器的方法。

毫不奇怪，每個射頻功率產品制造商，從半導體到放大器再到發射機，再加上大學和國防部，每年都花費大量時間和金錢來提高發電效率。并有充分的理由：RF發電效率即使提高很小。并有充分的理由：效率的微小提高都會延長電池供電產品的運行時間，并降低無線基站的年度電費。圖1顯示了基站的RF部分對功耗的貢獻程度。

將各種與射頻相關的基站組件加起來對功耗的貢獻有多大，結果是一個非常大的數目。資料來源：Globecom 2010，R。Grant和S. Fletcher。

幸運的是，這些努力正在產生的結果每年都在不斷提高RF效率，其中一些在設備級別，而其他則通過使用諸如包絡跟蹤，數字預失真/波峰因數降低方案以及超越無處不在的更高級別放大器等技術來實現。 AB類。

Doherty體系結構是放大器設計的一個重大變化，該變化在5年內已成為基站放大器的標準。自從1936年貝爾實驗室WH Doherty（當時為Western Electric的一部分）發明以來，它基本上處于休眠狀態，僅在少數應用中使用。Doherty的研究產生了一種放大器架構，該放大器架構可通過輸入信號提供非常高的功率附加效率。具有較高的峰均比（PAR）。實際上，與標準并行AB類放大器相比，經過適當設計，Doherty放大器的效率可提高11％至14％。

當然，在1936年及隨后的許多年中，只有少數幾種信號類型具有這些特性，因為在通信系統中采用的調制方案是AM和FM。如今，從WCDMA到CDMA2000以及任何采用正交頻分復用（OFDM）的系統，幾乎每個無線系統都會產生高PAR信號。

一個“經典” Doherty放大器。

屬于負載調制架構類別的經典Doherty放大器（圖2）實際上包括兩個放大器：偏置為以AB類模式工作的載波放大器，以及偏置為以C類模式工作的峰值放大器。功率分配器將輸入信號平均分配給每個放大器，相位差為90度。放大后，信號將通過功率組合器重新加入。兩個放大器均在輸入信號的峰值期間工作，并且均具有負載阻抗，可實現最大功率輸出。

但是，隨著輸入信號功率的降低，C類峰值放大器將關閉，只有AB類載波可以工作。在這些較低的功率水平下，AB類載波放大器具有調制的負載阻抗，可實現更高的頻率和增益。隨著體系結構的不斷更新，Doherty放大器設計的重大進步已迅速接success而來，從而取得了無與倫比的成功。

當然，沒有架構是完美的，Doherty放大器的線性度和輸出功率都比雙AB類放大器小。這把我們帶到了另一個對當今的通信環境也至關重要的重要電路：模擬和數字線性化技術，最廣泛使用的是數字預失真（DPD），有時還結合了波峰因數降低（CFR）。DPD和CFR都可以大大降低Doherty的失真，精心設計的器件和放大器可以最大程度地減少線性度的降低。但是，由于其優點在其他放大器架構中也很明顯，因此未嚴格將它們的使用定義為可在Doherty放大器中使用。

直截了當

現代數字調制技術要求放大器具有很高的線性度，否則將出現互調失真，從而降低信號質量。不幸的是，放大器在接近飽和電平時表現最佳，此后變為非線性，RF功率輸出隨輸入功率的增加而降低，并且開始出現明顯的失真。這種失真會導致對相鄰信道或服務的干擾。結果，設計人員通常出于線性目的而將RF輸出功率回退到“安全區”。當DPD和CFR一起使用時，可以獲得更大的好處。

淘汰方法

富士通，恩智浦和其他公司正在使用另一種技術，該技術在近80年前由Henri Chireix再次開發并申請了專利，通常被稱為“超相”（負載調制技術家族的成員），以提高放大器的效率。它結合了兩個非線性RF功率放大器和兩個由不同相位的信號驅動的放大器。對相位進行控制，以便在組合輸出時，在使用B類RF功率放大器時可以獲得效率方面的好處。謹慎的設計技術，電抗的特別適當選擇，允許這樣的系統進行優化，以一個特定的輸出振幅，這可以通過兩個因素（至少在理論上）導致效率的改進。

富士通去年宣布已在功率放大器中應用淘汰技術，它集成了緊湊，低損耗，功率合并電路和基于DSP的相位誤差校正補償電路，與過去相比，該技術可實現超過95％的傳輸時間傳輸。現有放大器通常可達到65％的比例。測試了該設計，并實現了峰值輸出為100 W的功率放大器。平均電效率從50％提高到70％。

輸入信號分為振幅和相位變化恒定的兩個信號。為RF功率設備設置了幅度，功率合并電路重構了源信號的波形。先前，當重構源信號時，結合建立相位差所需的精度損失，阻止了該技術的商業應用。富士通使用的合路器具有較短的信號路徑，可減少損耗并增加帶寬。