【摘要】：第五代移動通信技術的迅速發(fā)展使得高頻、超寬帶、高速率的通信成為必然的趨勢。這給通信系統(tǒng)中的射頻前端電路提出了更高的要求。作為射頻前端電路關鍵模塊電路的射頻功率放大器對于整個通信系統(tǒng)的性能具有重要影響。在未來的多載波無線通信中,超寬帶高效率的射頻功率放大器是必不可少的同時也是最有發(fā)展前景的。本文結合未來通信發(fā)展的趨勢和要求,結合最新的開關類F類功率放大器技術,研究開發(fā)出適合未來無線通信的寬帶高效率F類功率放大器。論文首先主要闡述了通信產業(yè)的發(fā)展趨勢以及高效率F類功率放大器發(fā)展的歷史和前景,通過查詢近期相關的文獻報告,總結闡述了國內外學術和產業(yè)界對于相關的高效率F類功率放大器的最新研究動態(tài)。其次介紹了射頻功率放大器設計的基礎理論,同時介紹了幾個用來表征功率放大器性能的參數(shù)。此外,還介紹了在功率放大器設計中常用到的幾種提高效率和線性度的方法,以及在實際設計功率放大器時常用到的Load-Pull系統(tǒng)。隨后詳細介紹了 F類功率放大器的基本理論。同時從電壓電流的角度來闡述F類功率放大器具有高效率的原理。最后,介紹了集總參數(shù)和分布參數(shù)兩種諧波控制電路,對輸出信號的諧波進行控制,從而使功放工作在F類,進而達到高效率。為后面高效率F類功率放大器的設計提供了理論基礎。然后基于Cree半導體公司的GaN HEMT CGH40010F在高頻仿真軟件ADS中仿真設計工作于2.7～3.7GHz的F類功率放大器,并進行了加工和微組裝。隨后還介紹了射頻功率放大器的微組裝需要注意的關鍵點。同時對射頻功率放大器不同測試系統(tǒng)的組成和測試要點進行了介紹。然后對射頻功率放大器的大信號和小信號特性進行了測試和分析,最終的測試結果表明,2.7～3.7GHz頻帶內飽和輸出功率大于40dBm,漏極平均效率高于60%,增益大于1 OdB,達到了本文所要求的設計技術指標。
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN722.75
【圖文】：

２．１．１傳統(tǒng)類功率放大器逡逑傳統(tǒng)類功率放大器即是根據(jù)傳統(tǒng)導通角的大小進行劃分的Ａ、Ｂ、ＡＢ和Ｃ類功率放大器。逡逑如圖２．１所示，基本功放配置包括功率晶體管、ＲＦ扼流圈（Ｌ１）、直流塊（Ｃ１）、輸出濾波逡逑器和負載［２３］。圖２．１中還包括向ＰＡ提供直流偏置電源，柵極（或基極）偏置和射頻輸入信號逡逑驅動。逡逑Ｔｕｎｅ邋＠／0逡逑Ｖｄｄ邐ｉ邐ｉ邐逡逑—邐！邐Ｈ逡逑１＾０邋＞邐—邋Ｃ0逡逑ｉ邐；邐＾邐；逡逑Ｌ邐ｉ邐�。颍叔义希�，邐ｉ邋Ｉ逡逑廠邋９邐－＾７＂邋ｋ逡逑Ｉｎｐｕｔ邋ａｎｄ邋Ｂｉａｓ邐Ｉ邋��！邐１逡逑＿ｊ／ｄｓ邋ｔ邐一邐Ｔ逡逑４邐｜邋Ｒ邋ｖ０逡逑＾邋Ｉ邐１邋Ｉ逡逑圖２．１邋Ａ、Ｂ、ＡＢ和Ｃ類功率放大器概念示意圖逡逑用來區(qū)分Ａ、Ｂ、ＡＢ和Ｃ類功放的主要因素是導通角（６）的大小。對于Ａ類，靜態(tài)柵逡逑極偏置設置得大于閾值電壓，以便在功放工作頻率的任何信號周期內漏極電流保持大于零。逡逑從圖２．２邋（ａ）可以看出，Ａ類的導通角是２ｔｔ。功放晶體管完全工作在有源區(qū)，并作為由輸入逡逑信號驅動控制的電流源。由此產生的理想漏極電壓和漏極電流都是正弦的，本質上是沒有諧逡逑波的，被認為是“純線性”。通常，射頻輸出功率定義為：逡逑＝邐＝邐（２－Ｄ逡逑其中Ｖｏｍ表示基頻（／0）的漏極電壓波形幅度

杭州電子科技大學碩士學位論文。Ｅ類功率放大器的概念由Ｓｏｋａｌ提出［２８］。如圖２．３所示，Ｅ類功放由工源晶體管和無源負載網絡組成。負載網絡具有串聯(lián)諧振電路和與晶體管（集電極）電壓波形由負載網絡的開關動作和瞬態(tài)響應確定。這導致圖降到零并且在晶體管開關導通時具有零斜率，即零電壓開關（ＺＶＳ）。（集電極）電容放電相關的開關損耗，并且漏極電壓和漏極電流之間沒實現(xiàn)１００邋％的漏極效率［２９］。逡逑Ｖｄｄ逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 李玉龍;宋樹祥;岑明燦;蔣品群;;1.25GHz高效率F類射頻功率放大器[J];微電子學與計算機;2015年10期

2 周鵬;王建利;鄔海峰;;2.65GHz雙級高效、高增益F類開關功率放大器設計[J];中興通訊技術;2014年03期

3 王程;于洪喜;;高效率F類功率放大器設計[J];現(xiàn)代電子技術;2014年09期

4 張玉柱;張遠見;;基于DPD和Doherty技術的功放設計[J];移動通信;2011年14期

本文編號：2725414