射頻放大器的效率增強與線性化技術研究.pdf

1、射頻放大器(RF Amplifiers)是雷達與無線通信系統(tǒng)收發(fā)鏈路中的關鍵模塊，包括處于發(fā)射機前端的功率放大器(Power Amplifiers，PA)和處于接收機的前端的低噪聲放大器(Low Noise Amplifiers，LNA)。它們的穩(wěn)定工作是系統(tǒng)正常運行的必要條件，同時，它們的具體性能也將直接影響到整個系統(tǒng)的質(zhì)量。目前通信系統(tǒng)中常用的復雜調(diào)制信號具有高峰均比特性，這要求射頻放大器具有足夠高的線性度，而出于綠色通信方面的考慮

2、，也需要放大器具有較高的工作效率以降低能耗。因此，效率增強和線性化技術被廣泛應用于射頻放大器的設計當中。本文將緊密圍繞射頻放大器的實際應用，就其中的效率增強和線性化問題展開具體研究和探討。
　　 論文首先綜述了目前放大器設計中改善效率和線性度的常用方法。并對放大器設計中的阻抗匹配進行了具體介紹，并分析了功率匹配和噪聲匹配這兩種不同的設計思路。
　　 論文的第三、四、五章分別針對單管F/IF類功率放大器、Doherty結構

3、功率放大器和寬帶低噪聲放大器在效率和線性度兩方面的性能優(yōu)化方法進行了分析和研究。
　　 F/IF類功率放大器屬于開關模式功率放大器中的一種。論文首先從理論上介紹了傳統(tǒng)F/IF 類功率放大器的工作原理，分析了功率晶體管中的各種寄生分量對F/IF 類功率放大器具體性能所造成的影響。在此基礎上，提出了一種在輸入端對二次和三次諧波阻抗進行處理,以提高效率的電路設計方法，以及一種考慮了晶體管寄生分量影響的輸出端諧波控制電路的設計方法，描述

4、了從基本的2 至3 階諧波控制結構到2 至5 階諧波控制結構下的具體負載端電路設計流程，并以此為基礎實現(xiàn)了一型高效率的逆F 類功率放大器，驗證了該方法的有效性。
　　 Doherty結構功率放大器是以兩個支路的單管功放來配合工作，以實現(xiàn)在較大的輸出功率回退范圍內(nèi)保持較高的效率。在分析了傳統(tǒng)Doherty 結構工作原理的基礎上，將高效率的逆F 類功放引入Doherty 作為其中的載波放大器和峰值放大器。通過在原有逆F 類功放末端添

5、加調(diào)試微帶線的辦法，得到了符合Doherty 結構要求的負載特性，并在輸出功率的6dB 回退區(qū)域內(nèi)獲得了良好的效率性能。同時分析并給出了峰值支路的逆F 類功放的偏置點選取依據(jù)，并根據(jù)峰值放大器在大信號區(qū)域內(nèi)的輸出特性，分析并解釋了Doherty 結構在功率飽和點的工作狀態(tài)。另外，通過對新型Doherty 結構與原逆F 類功放的非線性失真進行對比分析發(fā)現(xiàn)，新結構在功率回退區(qū)域內(nèi)將更好的改善電路的線性性能。
　　 最后，分析了采用C