應用于通信基站的F類功率放大器研究
發(fā)布時間：2020-12-08 10:15
隨著人類逐漸邁向信息化時代,使得人們對于移動通信的要求也就越來越高,比如信號的覆蓋范圍,高速的上網(wǎng)體驗等,這些要求都和通信基站的發(fā)展密不可分。提升信號的覆蓋范圍就需要基站的發(fā)射系統(tǒng)具有高的輸出功率將信號傳輸?shù)胶苓h的地方,而擁有高速的上網(wǎng)體驗就需要通信基站具有較寬的帶寬。但是基站的發(fā)射系統(tǒng)又是整個系統(tǒng)中耗能最多的部分,所以就需要考慮發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耗能條件,而射頻功率放大器又在基站發(fā)射系統(tǒng)中起著重要的作用,它的性能的高低決定了整個發(fā)射系統(tǒng)的性能。也正是這樣的要求使得我們要設計出寬帶高功率高效率功率放大器。由于F類功放具有比較優(yōu)秀的性能,所以本文基于F類功放理論設計應用于通信基站的F類功率放大器。論文首先對國內外大量關于設計F類射頻功放的文獻進行查閱,并且對研究人員針對F類功放所做的的研究進行分析。其次本文將詳細介紹關于設計射頻功放的一些基礎理論,包括傳輸線的電報方程的理論推導,還有評判功放的性能的指標。接下來對F類功放的理論進行分析,并且對F類功放中的漏極電壓電流波形的方程進行推導。并且介紹了使用集總參數(shù)的諧波控制網(wǎng)絡和使用分布參數(shù)的諧波控制網(wǎng)絡,為射頻功放的設計提供了理論支撐。然后運...
【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．３傳輸線單元的電壓回路和電流節(jié)點??
?為建立一個可分析的數(shù)學模型，將雙線傳輸線沿ｒ軸延伸，并且將其分割為Ａｚ的小單元。??如圖２．１所示，其中私，１，分別是第一個導體上的存在的寄生電阻和寄生電感，盡，ｉ２分別是??第二個導體上的存在的寄生電阻和寄生電感，電容Ｃ是兩個導體之間存在的耦合電容，因為??作為導體就會存在損耗，所以這里用電導Ｇ來代表電路的損耗。另外還要注意，這里給出的??電路參數(shù)／？、Ｉ、Ｇ都是單位長度的值。??Ｖ（ｚ）?Ｇ＞?Ｃ?＝?：：：?Ｖ（ｚ＋Ａｚ）??％＿——Ｊ————￥??ｌｔ２?Ｕ?ｚ＋Ａｚ??圖２．１分割成可用集總參數(shù)分析的單位長度為Ａｚ的同軸電纜的電路圖??等效電路的一般形式如圖２．２所示，其中電阻電感電容電導元件的參數(shù)都與頻率相關，??他們會隨著工作頻率以及傳輸線類型的變化而變化，但是這種等效電路有些一些缺點需要值??得注意；第一個缺點就是由于在分析傳輸線等效電路時使用的是一維分析方法，所以垂直于??傳播方向上的場的作用沒有被考慮在內，不能預測其他電路元件的耦合效應。第二個缺點就??是這個等效電路不適合在時域范圍內進行分析。最后一個就是材料的非線性效應因為磁滯效??應被忽視了。但是盡管有這些缺點，但是這個等效電路模型仍然是一個可以描述傳輸線性質??的有效數(shù)學模型
?為建立一個可分析的數(shù)學模型，將雙線傳輸線沿ｒ軸延伸，并且將其分割為Ａｚ的小單元。??如圖２．１所示，其中私，１，分別是第一個導體上的存在的寄生電阻和寄生電感，盡，ｉ２分別是??第二個導體上的存在的寄生電阻和寄生電感，電容Ｃ是兩個導體之間存在的耦合電容，因為??作為導體就會存在損耗，所以這里用電導Ｇ來代表電路的損耗。另外還要注意，這里給出的??電路參數(shù)／？、Ｉ、Ｇ都是單位長度的值。??Ｖ（ｚ）?Ｇ＞?Ｃ?＝?：：：?Ｖ（ｚ＋Ａｚ）??％＿——Ｊ————￥??ｌｔ２?Ｕ?ｚ＋Ａｚ??圖２．１分割成可用集總參數(shù)分析的單位長度為Ａｚ的同軸電纜的電路圖??等效電路的一般形式如圖２．２所示，其中電阻電感電容電導元件的參數(shù)都與頻率相關，??他們會隨著工作頻率以及傳輸線類型的變化而變化，但是這種等效電路有些一些缺點需要值??得注意；第一個缺點就是由于在分析傳輸線等效電路時使用的是一維分析方法，所以垂直于??傳播方向上的場的作用沒有被考慮在內，不能預測其他電路元件的耦合效應。第二個缺點就??是這個等效電路不適合在時域范圍內進行分析。最后一個就是材料的非線性效應因為磁滯效??應被忽視了。但是盡管有這些缺點，但是這個等效電路模型仍然是一個可以描述傳輸線性質??的有效數(shù)學模型
【參考文獻】：
期刊論文
[1]無線通信發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 李軍. 通訊世界. 2017(23)
[2]一種GaN的C類功率放大器設計[J]. 鄭麗群,楊維明. 物聯(lián)網(wǎng)技術. 2016(06)
[3]A Comprehensive Survey of TDD-Based Mobile Communications Systems from TD-SCDMA 3G to TDLTE-Advanced 4G and 5G directions[J]. CHEN Shanzhi,SUN Shaohui,WANG Yingmin,XIAO Guojun,Rakesh Tamrakar. 中國通信. 2015(02)
[4]S波段GaN HEMT寬帶逆F類高效率功率放大器設計[J]. 王韌,羅孝均,楊仕潤,徐洪波,朱世貴. 微波學報. 2014(05)
[5]應用于WCDMA的高效率F類功率放大器及數(shù)字預失真(英文)[J]. 季連慶,徐志明,周健義,翟建鋒. Journal of Southeast University(English Edition). 2013(02)
[6]應用于WLAN的高效率F類功率放大器[J]. 晉石磊,周健義,劉星海,張雷. 東南大學學報(自然科學版). 2010(02)
碩士論文
[1]高性能基站Doherty功放研究與設計[D]. 李江舟.杭州電子科技大學 2018
[2]GaN HEMT高性能功率放大器研究[D]. 軒雪飛.杭州電子科技大學 2018
[3]GaN寬帶高效率射頻功率放大器研究[D]. 趙子明.杭州電子科技大學 2018
[4]F類Doherty功率放大器及毫米波天線研究[D]. 范凱凱.杭州電子科技大學 2017
本文編號：2904923
【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．３傳輸線單元的電壓回路和電流節(jié)點??
?為建立一個可分析的數(shù)學模型，將雙線傳輸線沿ｒ軸延伸，并且將其分割為Ａｚ的小單元。??如圖２．１所示，其中私，１，分別是第一個導體上的存在的寄生電阻和寄生電感，盡，ｉ２分別是??第二個導體上的存在的寄生電阻和寄生電感，電容Ｃ是兩個導體之間存在的耦合電容，因為??作為導體就會存在損耗，所以這里用電導Ｇ來代表電路的損耗。另外還要注意，這里給出的??電路參數(shù)／？、Ｉ、Ｇ都是單位長度的值。??Ｖ（ｚ）?Ｇ＞?Ｃ?＝?：：：?Ｖ（ｚ＋Ａｚ）??％＿——Ｊ————￥??ｌｔ２?Ｕ?ｚ＋Ａｚ??圖２．１分割成可用集總參數(shù)分析的單位長度為Ａｚ的同軸電纜的電路圖??等效電路的一般形式如圖２．２所示，其中電阻電感電容電導元件的參數(shù)都與頻率相關，??他們會隨著工作頻率以及傳輸線類型的變化而變化，但是這種等效電路有些一些缺點需要值??得注意；第一個缺點就是由于在分析傳輸線等效電路時使用的是一維分析方法，所以垂直于??傳播方向上的場的作用沒有被考慮在內，不能預測其他電路元件的耦合效應。第二個缺點就??是這個等效電路不適合在時域范圍內進行分析。最后一個就是材料的非線性效應因為磁滯效??應被忽視了。但是盡管有這些缺點，但是這個等效電路模型仍然是一個可以描述傳輸線性質??的有效數(shù)學模型
?為建立一個可分析的數(shù)學模型，將雙線傳輸線沿ｒ軸延伸，并且將其分割為Ａｚ的小單元。??如圖２．１所示，其中私，１，分別是第一個導體上的存在的寄生電阻和寄生電感，盡，ｉ２分別是??第二個導體上的存在的寄生電阻和寄生電感，電容Ｃ是兩個導體之間存在的耦合電容，因為??作為導體就會存在損耗，所以這里用電導Ｇ來代表電路的損耗。另外還要注意，這里給出的??電路參數(shù)／？、Ｉ、Ｇ都是單位長度的值。??Ｖ（ｚ）?Ｇ＞?Ｃ?＝?：：：?Ｖ（ｚ＋Ａｚ）??％＿——Ｊ————￥??ｌｔ２?Ｕ?ｚ＋Ａｚ??圖２．１分割成可用集總參數(shù)分析的單位長度為Ａｚ的同軸電纜的電路圖??等效電路的一般形式如圖２．２所示，其中電阻電感電容電導元件的參數(shù)都與頻率相關，??他們會隨著工作頻率以及傳輸線類型的變化而變化，但是這種等效電路有些一些缺點需要值??得注意；第一個缺點就是由于在分析傳輸線等效電路時使用的是一維分析方法，所以垂直于??傳播方向上的場的作用沒有被考慮在內，不能預測其他電路元件的耦合效應。第二個缺點就??是這個等效電路不適合在時域范圍內進行分析。最后一個就是材料的非線性效應因為磁滯效??應被忽視了。但是盡管有這些缺點，但是這個等效電路模型仍然是一個可以描述傳輸線性質??的有效數(shù)學模型
【參考文獻】：
期刊論文
[1]無線通信發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 李軍. 通訊世界. 2017(23)
[2]一種GaN的C類功率放大器設計[J]. 鄭麗群,楊維明. 物聯(lián)網(wǎng)技術. 2016(06)
[3]A Comprehensive Survey of TDD-Based Mobile Communications Systems from TD-SCDMA 3G to TDLTE-Advanced 4G and 5G directions[J]. CHEN Shanzhi,SUN Shaohui,WANG Yingmin,XIAO Guojun,Rakesh Tamrakar. 中國通信. 2015(02)
[4]S波段GaN HEMT寬帶逆F類高效率功率放大器設計[J]. 王韌,羅孝均,楊仕潤,徐洪波,朱世貴. 微波學報. 2014(05)
[5]應用于WCDMA的高效率F類功率放大器及數(shù)字預失真(英文)[J]. 季連慶,徐志明,周健義,翟建鋒. Journal of Southeast University(English Edition). 2013(02)
[6]應用于WLAN的高效率F類功率放大器[J]. 晉石磊,周健義,劉星海,張雷. 東南大學學報(自然科學版). 2010(02)
碩士論文
[1]高性能基站Doherty功放研究與設計[D]. 李江舟.杭州電子科技大學 2018
[2]GaN HEMT高性能功率放大器研究[D]. 軒雪飛.杭州電子科技大學 2018
[3]GaN寬帶高效率射頻功率放大器研究[D]. 趙子明.杭州電子科技大學 2018
[4]F類Doherty功率放大器及毫米波天線研究[D]. 范凱凱.杭州電子科技大學 2017
本文編號：2904923
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