MHz帯高調波アクティブ•ロードプルシステムを用いたGHz帯高調波処理高効率電力増幅器の設計手法

摘要

無線通信，無線電力伝送用の高効率マイクロ波電力増幅器として，F級，逆F級，E級，等々の種々の形式が提案されている.これらはいずれもトランジスタでの瞬時電流•電圧波形を.一方が有限の値の時にもう一方が最小化される様に波形調整してトランジスタでの消費電力を極小化している.両波形の振幅•位相状態は，基本波および高調波に対する負荷インピーダンスのみでは決まらずトランジスタ特性が関与するため，トランジスタ毎の最適負荷が存在する.そこで，トランジスタの寄生成分が無視でき，簡便に評価可能なMHz帯において，今回提案する高調波アクティブ•ロードプルシステムを用いてトランジスタ真性部の最適負荷条件を実験的に求め，さらに寄生成分を測定等により求め，それらを基にして動作周波数であるGHz帯での高効率負荷条件を導出する手法にっいて報告する.%For advanced wireless communication systems and wireless power transmission applications, many types of amplifiers have been reported, such as class-F, class-E, class-J, etc. All methods to improve efficiency result in shaping voltage and current waveforms in a transistor. The amplitudes and phases of harmonic components for both waveforms cannot be determined with harmonic impedance alone, since they depend on the specific properties of the transistor. Thus, optimum load impedance exists for each transistor. Then, the optimum load impedance for a transistor without reactive parasitics is estimated in the MHz-band by using a simple active load-pull system. And, the optimum impedance outside the transistor in the GHz-band is estimated by considering the reactive parasitics. The procedure of this method is reported.