连续F类功率放大器的研究与设计

发布时间：2020-06-04 04:38

【摘要】：随着无线通信技术的发展,无线系统对功率放大器性能的要求也越来越高。这使得宽带高效率功放成为当今的研究热点。针对这一热点问题,连续F类功率放大器在2010年被提出,此类功放用高效率阻抗空间来代替单一的匹配点,以实现良好的带宽特性,解决功放宽频带与高效率间的矛盾。但是,连续F类功放存在增益平坦度和效率平坦度不高的缺点,且传统设计方法缺少对源阻抗与负载阻抗间相互影响及源端谐波阻抗的研究。针对此情况,本论文对连续F类功放进行了研究。本论文研究了负反馈结构在连续F类功放中应用的可能性。在连续F类功放的基础上加入漏极到栅极的负反馈电路,以同时降低频带内高增益与高效率的部分,来同时对其低增益与低效率的部分行补偿,从而同时提高功放增平坦度益与效率平坦度。研究中采用了多谐波双向牵引的方法以消除源阻抗与负载阻抗的相互影响,并对带内各频点的基波与谐波阻抗特性进行了研究,找出了它们的高效率区域。论文的具体工作内容如下:1.系统总结了连续F类功放的基本理论。结合漏极电压电流波形分析了连续F类功放的谐波控制原理;通过连续工作模式和阻抗空间的概念阐明了连续F类功放具有宽频带特性的机理;2.研究了功放中的负反馈电路,分析了负反馈对功放性能的影响,并把负反馈电路加入到连续F类功放的设计当中;3.采用多谐波双向牵引的方法对功放带内各频点源与负载的基波和谐波阻抗进行了研究,重点研究了源端二次谐波阻抗的特点及对功放效率的影响,找出了频带范围内各频点基波与谐波高效率阻抗区域与其变化规律;4.实验验证了本文提出的设计方法的可行性和有效性。实验结果表明,该带有负反馈结构的改进型连续F类功放在1.6~2.6GHz频带内的增益为9.5~10.6d B,附加效率为61~68%,增益平坦度与效率平坦度较高,分别为1.1d B与7%,性能达到了预期结果。本论文的研究工作对宽带高效率功放的研究和工程应用有一定的参考价值。
【图文】：

示意图,射频功率放大器,基本构成

获得足够大的辐射功率电平，需要在无线发射系统的末级使用射频功率信号进行放大。射频功率放大器定义图 2-1 射频功率放大器原理示意图频功率放大器就是将输入的小信号 Pin放大到一定功率的大信号 Pout的器-1 所示。本质是在输入信号的控制下将直流电源功率转化为输出信号功率作用是在所需要的频带范围内提供一定的增益与输出功率。射频功率放大器的基本构成PinPout

输出波形,功率放大器,静态工作点

而实现了效率的提升，所以 B 类功率放大器可以实现理线性度一般。类功率放大器于 A 类与 B 类之间的一种功率放大器。其导通角也介的选取控制。AB 类功率放大器比 A 类与 B 类更常用与，线性度与效率都可以达到比较高的指标。其理论可以达到 40%至 55%。功率放大器放大器的导通角比 B 类的 180°还小，有不到半个周期正半周期峰值部分得到放大并输出，其静态工作点低功率放大器漏极大电流与漏极高电压的部分进一步减耗，提高了功率放大器的效率，理论最高效率可达 10很严重，输出波形与输入波形几乎完全不同，谐波分难控制。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN722.75

【参考文献】