新型寬帶高效率J類功率放大器的研究.pdf

1、功率放大器（功放）是無線通信系統(tǒng)中的關鍵模塊之一。隨著無線通信技術迅速發(fā)展，不斷提出的新標準和新制式對系統(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于降低運營成本、降低能耗、延長供電電池壽命等意義重大。拓展功放的工作帶寬，使功放能支持多標準多頻帶的通信系統(tǒng)，在多標準多頻帶通信系統(tǒng)飛速發(fā)展的今天顯得愈發(fā)重要。

2、r>　　經(jīng)典的功放設計方法很難同時滿足寬帶、高效、大功率的要求。而新型的J類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取得良好的帶寬特性。本文以寬帶高效率J類功放為主線，詳細討論了經(jīng)典的功放設計方法、J類功放理論以及J類功放的實際實現(xiàn)等問題。
　　首先詳細介紹了寬帶高效率功放設計中經(jīng)常用到的經(jīng)典設計理念和方法。重點介紹了負載牽引技術和諧波控制類功放的原理，為研究J類功放的理論和實現(xiàn)做好鋪墊。

3、
　　第三章對J類功放理論做了系統(tǒng)地闡述和總結。首先介紹了J類功放導出的條件和過程，并對具體的基波阻抗和二次諧波阻抗條件做了具體的推導和討論。然后著重介紹了J類功放理論中最重要，也是最有價值的連續(xù)型工作模式和設計空間的概念。J類功放理論和連續(xù)型工作模式的概念為寬帶高效率功放設計提供了一個有益的參考和新的思路。
　　第四章緊承第三章的J類功放理論，針對J類功放的具體實現(xiàn)問題展開了研究。首先對晶體管寄生參數(shù)對J類功放設計可能帶來

4、的影響做了評估。接著在綜合比較J類功放一些常見的實現(xiàn)結構的優(yōu)缺點的基礎上，圍繞著寬帶高效率J類功放的實現(xiàn)，提出多種高效寬帶功放的設計方法和結構。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簡潔緊湊的結構中的J類功放設計方法。用該方法設計出的輸出匹配網(wǎng)絡阻抗變化軌跡，基本呼應了J類功放設計空間中最優(yōu)阻抗的變化趨勢，因此能在較寬的帶寬內(nèi)保持較好的性能。
　　2.將傳統(tǒng)寬帶功放設計方法與J類

5、功放設計方法相結合提出了一種基于負載牽引技術并且具有諧波抑制功能的高效率寬帶功放設計方法。該方法不需要對晶體管寄生參數(shù)進行建模，只需進行負載牽引得出不同頻率處的一系列滿足性能要求的最優(yōu)阻抗值，然后分析這些阻抗值的分布區(qū)域，設計滿足阻抗分布區(qū)域的匹配網(wǎng)絡。緊接著為實現(xiàn)該設計方法，提出了一種設計結構，該結構拓撲結構簡單，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類功放的工作頻率拓展至兩個頻段，進一