S波段谐波控制类高效率微波功率放大器的研究

摘要

微波功率放大器是通信系统中最基本最重要的电路组件之一。近年来，随着移动通信技术的变革，特别是蓬勃发展的5G技术，人们对通信系统的带宽和效率提出了更高的期望。因此，宽带高效功率放大器的设计越来越成为大家关注的重点。本文主要对谐波控制类高效功率放大器进行了研究，文章的具体工作以及创新点如下： 1、本文深入研究了连续逆F类功率放大器的基本原理和结构，扩展了连续逆F类功率放大器的电流方程，提出了一种混合连续逆类功率放大器的解析方程。本文设计的一款频率为 1.8-3.0GHz 的宽带功率放大器验证了混合连续逆类功率放大器方案的可行性。测试结果表明功率放大器的漏极效率为65-78%，饱和输出功率为41.1-43.2dBm，增益为10-13.3 dB。 2、本文在连续F类功率放大器的电压方程中引入了二次谐波分量，分析了二次谐波分量对功率放大器性能的影响，提出了一种混合连续类功率放大器的阻抗解空间。利用提出的混合连续类功率放大器理论设计了一款在1.25-4.0GHz频率范围内漏极效率为50.7-69%，饱和输出功率在40.2-43.3dBm之间，增益为9.6-12.3dB的功率放大器。 3、本文采用双阻抗匹配网络和后匹配结构替代传统Doherty功率放大器的λ/4阻抗变换线，利用改进的结构设计了一款频率为 1.8-2.6GHz 的 Doherty功率放大器，该放大器的饱和输出功率为44.4-45.2dBm，饱和增益为9.4-11.1dB，饱和漏极效率为63.5-84%，6dB回退效率为55.1-61%。 4、本文结合混合连续类功率放大器的基本理论，通过控制Doherty功率放大器饱和点和回退点的输出阻抗，设计了一款连续类 Doherty 功率放大器。在1.9-2.9GHz频段范围Doherty功率放大器的饱和输出功率为43.3-45.5dBm，饱和增益为9.1-11.2dB，饱和漏极效率为60.4-70%，6dB回退效率为50.5-61.2%。 本文对设计的宽带高效功率放大器进行了实物加工测试，实测与仿真的各项指标在可容忍的误差范围，从而验证了文章提出的宽带高效类功率放大器的理论分析是正确的，设计方案是可实用的。与目前在期刊上已发表的功率放大器相比本文设计的功率放大器具有优良的性能。

目录

第一个书签之前