宽带功率放大器的高效率理论和关键技术研究

发布时间：2021-07-08 14:09

　　长期以来,有效、灵活且成本可控的频谱覆盖解决方案是业界主要的演化方向之一。出于移动和无线通信系统的快速扩容和网络部署的考虑,当前的通信网络正处于并将长期处于多制式、多种通信标准并存的组网状态,特别是随着当前4G-LTE系统的部署和将来5G系统的推动,研发和推广可支持多个通信标准及多个相距甚远的通信频段的基站和终端已成为必然。支持多模多频工作,并向下兼容,是当前通信运营商在网络覆盖时的标准选择。此外,根据3GPP发布的最新标准,不同频带间的非连续载波聚合是最主要的配置方案,这也将导致更复杂的通信频带覆盖问题。为了满足复杂的频谱覆盖需求,宽带系统吸引了大量研究人员的研发兴趣。本论文主要针对宽带功放的高效工作模式以及满足有源器件宽带匹配需求的电路设计和实现方法展开研究,力求在功放输入端和输出端同时实现精确的阻抗匹配,进而得到一致性良好的输出指标,包括平坦的增益特性,较高的输出功率和效率以及良好的线性度。本论文的主要成果和创新点包括:（1）提出一种新型的宽带阻抗匹配网络的设计方法,并应用于宽带功放输入端的匹配。本论文提出的匹配网络提供了一种对目前广泛使用的低通结构匹配网络的可靠替换方案。对于本... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１功放设计示意图??在宽带匹配理论研宄和宽带功率放大器设计方面，许多学者展开了深入的研??

１．２．１宽带匹配技术的研究现状??匹配网络在收发系统、天线和其他射频、微波应用中都是最基本的电路功能??单元，对器件和系统的性能有着重要影响。匹配网络的示意图如图１－２所示，匹??配网络将负载复阻抗ＺＬ＝ＲＬ＋ｊＸＬ匹配到源阻抗Ｚｓ＝Ｚｓ＋ｊＸｓ。换言之，匹配网络的??主要目的是使两个不同的端接阻抗在指定的频率范围内实现匹配。??当匹配网络在参考点Ａ处的输入阻抗为ＺｅＺｓｋＲｓ－ｊＸｓ时，即负载ＺＳ的共??轭阻抗，电路将可以实现最大的功率传输，否则，负载接收到的功率都会有一定??的功率损失，这一部分损失的能量被匹配网络反射回功率源，衡量功率损失的公??式如图中Ｍ２所不。此外，需要指出的是，图１－２代表了双匹配（ｄｏｕｂｌｅ?ｍａｔｃｈ）??的情况，当其中一个端接阻抗没有电抗分量时，这种匹配情形常被定义为单匹配??（ｓｉｎｇｌｅ?ｍａｔｃｈ）。在功放设计领域，通常只针对单匹配的情形展开讨论，双匹配??大多适用于晶体管级联时的级间匹配。??Ａｊ?

（ａ）?（ｂ）??图１－４?（ａ）?Ｄａｒｌｉｎｇｔｏｎ变换（ｂ）宽带匹配问题的等效转化??里程碑式的研宄成果出现在１９４８年，Ｆａｎｏ完成了一项由美国海军提供支持??的课题［２０］。他再次定义了宽带匹配问题，并进行了充分的理论推导，总结了失??配的容忍度（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）与匹配带宽之间的理论极限。具体来讲，Ｆａｎｏ在Ｂｏｄｅ??提出的增益－带宽（ｇａｉｎ－ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）理论的基础上进行了扩展，利用Ｄａｒｌｉｎｇｔｏｎ??５??


本文编号：3271721