摘要:首先理論上推導，再通過Advanced design system( ADS) 平臺仿真驗證,仿真設計一款工作于2. 14 GHz 頻段改進型Doherty功率放大器，與傳統Doherty電路相比，其輸出合路部分采用了3dB混合電橋進行合路，結構簡單，無需調整主放大器和峰值放大器的補償線即可達到改善輸出效率。仿真結果表明，在峰值功率回退6dB時，其電流附加效率( PAE) 為43.3%，比工作在AB 類的功率放大器提高了16.7%，與傳統的Doherty 功率放大器相當。因此，這種結構簡單的改進型Doherty電路不但提高了PAE，而且可靠性好，易于批量生產，適用于現代無線通信系統中。
關鍵詞:ADS;3dB混合電橋;改進型Doherty;功率附加效率;
1、引言
在現代數字通信中,調制技術運用了非恒包絡調制方式，峰值和平均值相差較大，描述為峰均比（PAR），為了滿足線性度的要求，則往往采用功率回退的方法來達到線性度的提升。隨著功率的回退，放大器效率的效率也會大大的降低。將Doherty 技術運用到射頻功率放大器中，可以顯著的提高系統的效率。
傳統的Doherty 放大器提出了用一段1/4 阻抗變換線連接載波放大器和峰值放大器，從而改善功率放大器的效率，電路結構比較復雜。同時，還需在峰值放大器和載波放大器鏈路后面加入補償線，當小信號階段，峰值放大器后面的補償線用于將峰值放大器的小阻抗變換成大阻抗，實現開路狀態，使得Doherty 功率放大器在高功率和低功率狀態下都能夠很好的匹配負載阻抗，實現高效率。而本文中提出使用一種3dB混合電橋來替代傳統電路中的1/4阻抗變換線和補償線，使得電路更簡單，簡化調試過程，提高了生產可行性和系統可靠性。
2、Doherty 功率放大器的原理
Doherty 功率放大器這一概念首先由貝爾實驗室的William H.Doherty 提出的。起初它是應用于真空管放大器。經典Doherty功放的框圖如圖1 所示，電路中包括3dB功分器，兩段1/4波長微帶線和主功放、輔助功放。其中，輔助功放前的1/4波長微帶線實現了其電流相對主功放輸入電流相位滯后90 度，而主功放后面的1/4波長微帶線在補償了輸出相位差的同時，更重要的是起到了阻抗變換的作用。
圖1、Doherty功放的基本框圖
載波放大器工作在B類或者AB 類，峰值放大器工作在C類，當輸入信號比較小的時候，峰值放大器截止，只有載波放大器處于工作狀態；當管子的輸出電壓達到峰值飽和點時，理論上的效率可以達到π/4。如果這時候將激勵加大一倍，那么，放大器在達到峰值的一半時就出現飽和了，效率也達到最大的π/4 ,此時峰值放大器也開始與載波放大器一起工作。峰值放大器的引入,從載波放大器的角度看,負載減小了,因為峰值放大器對負載的作用相當于串連了一個負阻抗,所以,盡管載波放大器的輸出電壓已經飽和，輸出功率因為負載的減小卻持續增大(流過負載的電流變大了) 。當達到激勵的峰值時,峰值放大器也達到了自己效率的最大點,這樣兩個功放合在一起的效率就遠遠高于單個B 類功放的效率。單個B 類功放的最大效率π/4 出現在峰值處,現在π/4 的效率在峰值的一半（回退6dB）就出現了。所以這種結構可以達到很高的效率（圖2）。
圖2、載波、峰值放大器不同功率比對應的效率最高點