射頻功率放大器作為通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件,其性能的優(yōu)劣對通信系統(tǒng)十分重要。優(yōu)異的射頻功放性能直接決定著整個(gè)通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。在當(dāng)今通信系統(tǒng)中為了獲得非常高的數(shù)據(jù)傳輸速率,通信運(yùn)營商使用了非常復(fù)雜的非恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)。這對整個(gè)通信系統(tǒng)提出了非常嚴(yán)格的要求。而隨著5G通信的普及,為了能覆蓋更多的頻譜,通信對帶寬的要求也越來越寬。所以提升功放的效率和工作帶寬是功放研究的重點(diǎn)。本文通過對寬帶高效功放進(jìn)行理論研究,基于諧波控制方法設(shè)計(jì)兩款寬帶高效率的F類功率放大器。論文首先通過對功放分類進(jìn)行了簡單的介紹,然后對功放的匹配方法以及性能提升技術(shù)進(jìn)行了研究,包括濾波結(jié)構(gòu)匹配技術(shù)、包絡(luò)跟蹤技術(shù)、異相合成技術(shù)以及簡化實(shí)頻技術(shù)等。然后針對F類功放的設(shè)計(jì)方法提出了一種功放濾波結(jié)構(gòu)聯(lián)合設(shè)計(jì)的方法,針對實(shí)現(xiàn)寬帶F類功放的方法,提出了一種通過對功放漏極電壓引入變化因子,使功放的基波和諧波阻抗有較大的阻抗變化空間,從而對功放的匹配網(wǎng)絡(luò)就會有較大的設(shè)計(jì)自由度,這對超寬帶功放的實(shí)現(xiàn)提供了一種可能�；跒V波匹配技術(shù)以及混合連續(xù)方法分別設(shè)計(jì)了兩款寬帶高效率F類功率放大器,第一款通過一種新型的環(huán)形濾波匹配結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對功放的高次諧波... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

相鄰信道比示意圖

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文26第3章寬帶匹配技術(shù)研究在射頻功率放大器的設(shè)計(jì)中，能完美的設(shè)計(jì)輸入輸出匹配電路而使功放的各項(xiàng)性能參數(shù)（比如：輸出功率、漏極效率、增益等）達(dá)到最優(yōu)是功放設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因?yàn)閷τ诠Ψ诺木w管來說，在一個(gè)頻段內(nèi)，其輸入輸出阻抗是隨著頻率的變化而變化的。因此在一定的頻段內(nèi)，功放很難實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)定的高效率與較高的輸出功率，因此，研究學(xué)者提出了多種功放匹配技術(shù)，比如多支節(jié)匹配技術(shù)、濾波結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)匹配技術(shù)、包絡(luò)跟蹤技術(shù)（EnvelopeTracking,ET）以及異相合成技術(shù)等多種功放設(shè)計(jì)方法，以在較寬的頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻點(diǎn)的匹配效果，實(shí)現(xiàn)功放的較好的性能。本章節(jié)就幾種比較流行匹配技術(shù)進(jìn)行比較詳細(xì)的分析。3.1短截線匹配技術(shù)傳統(tǒng)的射頻功率放大器的匹配電路一般的是通過若干四分之波長短截線的并聯(lián)或串聯(lián)實(shí)現(xiàn)各次諧波在對應(yīng)頻點(diǎn)的開路或短路，而實(shí)現(xiàn)對諧波的控制，從而實(shí)現(xiàn)輸入輸出阻抗的電路匹配過程。匹配電路的目的就是把晶體管的輸出阻抗匹配到所需的負(fù)載阻抗一般的是50Ω，從而減小射頻輸入信號在射頻電路中的反射，使信號盡可能多的傳輸至負(fù)載端。此種匹配方法一般的是對晶體管做負(fù)載牽引(Loadpull)和源牽引(Sourcepull)從而得出晶體管的負(fù)載阻抗和源阻抗，然后在Smith圓圖上根據(jù)阻抗的共軛匹配理論進(jìn)行匹配電路設(shè)計(jì)。如圖3.1示例所示。圖3.1Smith圓圖匹配示意圖如圖3.2所示的經(jīng)典匹配結(jié)果電路圖：PAL1/Z1L2/Z2L3/Z3L4/Z4L5/Z5L6/Z6圖3.2匹配結(jié)構(gòu)示意圖

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文30環(huán)形諧振器對頻率具有很好的頻率選擇特性，而且其頻率特性曲線具有典型的周期特性。如圖3.9所示：(a)(b)圖3.9（a）反射系數(shù)曲線圖（b）傳輸系數(shù)曲線圖由于環(huán)形諧振器是一種雙端口網(wǎng)絡(luò)，因此在分析這種結(jié)構(gòu)的時(shí)候，完全可以根據(jù)二端口射頻網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)行分析，為了簡化計(jì)算其結(jié)構(gòu)可以等效為圖3.10所示λ/4L1L250Ωλ/450Ω圖3.10對稱結(jié)構(gòu)的等效電路結(jié)構(gòu)圖通過傳輸線的特性矩陣可以推導(dǎo)出理想無耗傳輸線其對應(yīng)的矩陣參量為：1011011cossinsincosljZlAjZll=(3.8)2022022cossinsincosljZlAjZll=(3.9)和0Z分別是傳輸線的特征阻抗和相移常數(shù)，將A參量轉(zhuǎn)成Y參量，可以得到Y(jié)參量：11112010112122110101cos1sinsin=1cossinsinlYYjZljZlYYYljZljZl=(3.10)

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碩士論文
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本文編號：2956984