【摘 要】
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功率放大器作为通信基站中的核心器件,其性能的好坏直接影响了整个通信基站的质量的好坏。本文针对F类功率放大器开展深入研究,主要研究内容涉及了宽带高效率功率放大器、双频带功率放大器和三频带功率放大器的研究和设计。正是因为充分理解并运用功率放大器基本工作原理,构建先进设计方法,探索新型拓扑结构,文中所述的功率放大器性能超过国内外文献所报道的同类器件水平,体现了本文研究工作的先进性。本文主要研究工作如下:
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功率放大器作为通信基站中的核心器件,其性能的好坏直接影响了整个通信基站的质量的好坏。本文针对F类功率放大器开展深入研究,主要研究内容涉及了宽带高效率功率放大器、双频带功率放大器和三频带功率放大器的研究和设计。正是因为充分理解并运用功率放大器基本工作原理,构建先进设计方法,探索新型拓扑结构,文中所述的功率放大器性能超过国内外文献所报道的同类器件水平,体现了本文研究工作的先进性。本文主要研究工作如下:（1）提出了一种工作频带在0.3GHz-2.0GHz的超宽带功率放大器拓扑结构。该功率放大器采用基于环形结构的新型输出匹配网络,克服了晶体管输出阻抗在宽带工作频段内随频率变化剧烈的问题,实现了对其的有效匹配。输出匹配网络的输入阻抗曲线在0.3 GHz-2.0 GHz频带范围内,能够落入经多次谐波源负载牵引所得到晶体管的高效率阻抗空间内,并实现了对输出匹配网络二次谐波的有效控制。最终实验测试结果表明,在输入功率为28 dBm时,在频带0.3-2.0GHz（相对带宽高达147.8%）范围内,饱和输出功率为37.6～41.8 dBm,漏级效率（DE）为60.8%～66.4%,增益在9.6～13.9 dB之间。（2）提出了一种新型双频带功率放大器拓扑结构。该双频带功率放大器的两个频段的中心频率分别为2.6GHz和3.5GHz,通过采用新型双频带匹配结构实现了上述两个频点的阻抗匹配。测试结果表明,在2.6 GHz处最大漏级效率为70.2%,增益为13.2 dB,饱和输出功率为42.2 dBm;在3.48 GHz处最大漏级效率为69%,增益为12.1 dB,饱和输出功率为41.1 dBm。与国内外相关文献所报道的同类器件对比,在带宽上具有明显的优势。（3）提出了一种新型三频带功率放大器拓扑结构。该功率放大器的三个工作频段中心频率分别位于0.9GHz、2.3GHz和3.4GHz。通过采用新型双频带负载短截线网络与单频带匹配电路相结合的方式,来实现上述三个频点处的阻抗匹配,同时对这三个设计频点的输出二次谐波进行控制,以获得更高的效率。测试结果表明,在0.9 GHz处的最大漏级效率为67%,增益为12.2dB,输出功率为40.3dBm;在2.3GHz处的最大漏级效率为71.7%,增益为12.6dB,输出功率为41.6dBm;在3.4GHz处的最大漏级效率为66%,增益为12.9dB,输出功率为40.9dBm。与国内外相关文献所报道的同类器件对比,在性能上具有明显的优势。
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