Wideband Active Load Modulation in RF Power Amplifiers

Seit beinahe einem Jahrhundert wird die Technik der aktiven Lastmodulation in Hochfrequenzleistungsverstärkern zur Erhöhung der Energieeffizienz im Teillastbereich eingesetzt. In den Sendeverstärkern von Mobilfunkbasisstationen hat sich die auf aktiver Lastmodulation beruhende Doherty-Architektur inzwischen als Standard etabliert und leistet dort einen wesentlichen Beitrag zum energieeffizienten Betrieb der Mobilfunknetze.

Die Verfügbarkeit einer immer leistungsfähigeren digitalen Signalverarbeitung führt auch im Bereich der Sendersysteme zu einem Paradigmenwechsel. Der Einsatz komplexer, digitaler Vorverzerrungsalgorithmen eröffnet dabei die Möglichkeit, einige der bandbreitenbegrenzenden Faktoren klassischer Verstärkerarchitekturen mit aktiver Lastmodulation zu überwinden und die Effizienzvorteile der aktiven Lastmodulation damit auch für den immer wichtiger werdenden Breitbandbetrieb zu erschließen.

In der vorliegenden Arbeit wird eine universelle und anschauliche Methode zur Analyse multiharmonischer Lastmodulationsräume entwickelt und es werden die Möglichkeiten und Eigenschaften hybrider Betriebsarten innerhalb des sog. „Doherty-Outphasing Kontinuums“ im Hinblick auf den Breitbandbetrieb untersucht. Die dabei gewonnenen theoretischen Erkenntnisse werden im letzten Teil der Arbeit anhand eines Breitband-Doherty Demonstrators mit einer maximalen Ausgangsleistung von 300 W im Frequenzbereich 680 – 1020 MHz verifiziert.