E类与逆F类Doherty功率放大器设计

摘要

功率放大器是通信、雷达、电子对抗等电子设备中的重要部件之一。采用高效率功率放大器不仅能够节省电能，减少电源等配套设施的投资，而且由于功耗的降低，生产工艺的简化，降低了整机散热的要求，增加了设备的稳定性。
　　开关工作模式在高效功率放大器设计中已得到一定程度的认可，对它们的研究在不断深入。本文对E类、F类、F-1类工作模式的功率放大器的原理与设计方法进行了讨论。
　　Doherty结构的功率放大器在效率提高方面具有一定潜力，本文将E类和F-1类开关工作模式引入到Doherty功率放大器中，采用GaN HEMT分别设计了E类和F-1类Doherty功率放大器，在E类和F-1类Doherty功率放大器中引入谐波控制网络来实现相应工作模式所要求的谐波阻抗。在输入信号功率为23dBm时，E类和F-1类Doherty功率放大器的功率附加效率分别达到61％和58%。实验表明，本文所采用的设计方法对于提高功率放大器的效率是有效的。
　　功率放大器的输出功率往往会受限于单个器件的输出能力、散热和阻抗匹配问题，此时可以采用功率合成的方法提高输出功率。本文对几种常见功率分配及合成电桥的结构、原理以及设计进行了探讨。

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第一章 引言

1.1 课题研究背景

1.2 功率放大器的主要特性

1.3 器件选择

1.4 功率放大器的发展动态

1.5 课题简介

第二章 高效率功率放大器的设计方法

2.1 负载牵引技术

2.2 宽带阻抗变换网络设计

2.3 电抗补偿技术

2.4 谐波注入技术

2.5 包络跟踪技术

2.6 Doherty功率放大器

2.7 结论

第三章 功率分配合成网络

3.1 分支线电桥

3.2 Lange电桥

3.3 返波耦合器

3.4 结论

第四章 开关类功率放大器原理与实现方法

4.1 偏置工作点

4.2 E类功率放大器

4.3 传输线E类功率放大器

4.4 F类功率放大器

4.5 F-1类功率放大器

4.6 结论

第五章 E类与F-1类Doherty功率放大器的设计与实现

5.1 基于谐波调谐的E类Doherty功率放大器

5.2 F-1类Doherty功率放大器

5.3 结论

第六章 结论及展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果