新型寬帶高效率J類(lèi)功率放大器的研究.pdf

1、功率放大器（功放）是無(wú)線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊之一。隨著無(wú)線通信技術(shù)迅速發(fā)展，不斷提出的新標(biāo)準(zhǔn)和新制式對(duì)系統(tǒng)中所用功放提出了寬帶、高效率、大功率等的要求。其中，提高功放的效率、拓展功放的帶寬一直是功放研究的兩個(gè)重要方向。在提倡節(jié)能環(huán)保的今天，提高通信系統(tǒng)中耗能最多的功放的效率對(duì)于降低運(yùn)營(yíng)成本、降低能耗、延長(zhǎng)供電電池壽命等意義重大。拓展功放的工作帶寬，使功放能支持多標(biāo)準(zhǔn)多頻帶的通信系統(tǒng)，在多標(biāo)準(zhǔn)多頻帶通信系統(tǒng)飛速發(fā)展的今天顯得愈發(fā)重要。

2、r>　　經(jīng)典的功放設(shè)計(jì)方法很難同時(shí)滿(mǎn)足寬帶、高效、大功率的要求。而新型的J類(lèi)功率放大器則在功率、效率、線性度和帶寬之間做了很好的綜合考慮，能在保持高效率的同時(shí)取得良好的帶寬特性。本文以寬帶高效率J類(lèi)功放為主線，詳細(xì)討論了經(jīng)典的功放設(shè)計(jì)方法、J類(lèi)功放理論以及J類(lèi)功放的實(shí)際實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題。
　　首先詳細(xì)介紹了寬帶高效率功放設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的經(jīng)典設(shè)計(jì)理念和方法。重點(diǎn)介紹了負(fù)載牽引技術(shù)和諧波控制類(lèi)功放的原理，為研究J類(lèi)功放的理論和實(shí)現(xiàn)做好鋪墊。

3、
　　第三章對(duì)J類(lèi)功放理論做了系統(tǒng)地闡述和總結(jié)。首先介紹了J類(lèi)功放導(dǎo)出的條件和過(guò)程，并對(duì)具體的基波阻抗和二次諧波阻抗條件做了具體的推導(dǎo)和討論。然后著重介紹了J類(lèi)功放理論中最重要，也是最有價(jià)值的連續(xù)型工作模式和設(shè)計(jì)空間的概念。J類(lèi)功放理論和連續(xù)型工作模式的概念為寬帶高效率功放設(shè)計(jì)提供了一個(gè)有益的參考和新的思路。
　　第四章緊承第三章的J類(lèi)功放理論，針對(duì)J類(lèi)功放的具體實(shí)現(xiàn)問(wèn)題展開(kāi)了研究。首先對(duì)晶體管寄生參數(shù)對(duì)J類(lèi)功放設(shè)計(jì)可能帶來(lái)

4、的影響做了評(píng)估。接著在綜合比較J類(lèi)功放一些常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，圍繞著寬帶高效率J類(lèi)功放的實(shí)現(xiàn)，提出多種高效寬帶功放的設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)。主要的工作具體如下:
　　1.提出了一種將基波匹配、諧波控制和直流偏置電路綜合在一個(gè)簡(jiǎn)潔緊湊的結(jié)構(gòu)中的J類(lèi)功放設(shè)計(jì)方法。用該方法設(shè)計(jì)出的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)阻抗變化軌跡，基本呼應(yīng)了J類(lèi)功放設(shè)計(jì)空間中最優(yōu)阻抗的變化趨勢(shì)，因此能在較寬的帶寬內(nèi)保持較好的性能。
　　2.將傳統(tǒng)寬帶功放設(shè)計(jì)方法與J類(lèi)

5、功放設(shè)計(jì)方法相結(jié)合提出了一種基于負(fù)載牽引技術(shù)并且具有諧波抑制功能的高效率寬帶功放設(shè)計(jì)方法。該方法不需要對(duì)晶體管寄生參數(shù)進(jìn)行建模，只需進(jìn)行負(fù)載牽引得出不同頻率處的一系列滿(mǎn)足性能要求的最優(yōu)阻抗值，然后分析這些阻抗值的分布區(qū)域，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足阻抗分布區(qū)域的匹配網(wǎng)絡(luò)。緊接著為實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)方法，提出了一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制且擁有很好的諧波抑制能力和基波匹配功能;
　　3.利用兩段串聯(lián)微帶線將J類(lèi)功放的工作頻率拓展至兩個(gè)頻段，進(jìn)一