射頻放大器的效率增強(qiáng)與線(xiàn)性化技術(shù)研究.pdf

1、射頻放大器(RF Amplifiers)是雷達(dá)與無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)收發(fā)鏈路中的關(guān)鍵模塊，包括處于發(fā)射機(jī)前端的功率放大器(Power Amplifiers，PA)和處于接收機(jī)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(yùn)行的必要條件，同時(shí)，它們的具體性能也將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量。目前通信系統(tǒng)中常用的復(fù)雜調(diào)制信號(hào)具有高峰均比特性，這要求射頻放大器具有足夠高的線(xiàn)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(qiáng)和線(xiàn)性化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于射頻放大器的設(shè)計(jì)當(dāng)中。本文將緊密?chē)@射頻放大器的實(shí)際應(yīng)用，就其中的效率增強(qiáng)和線(xiàn)性化問(wèn)題展開(kāi)具體研究和探討。
　　 論文首先綜述了目前放大器設(shè)計(jì)中改善效率和線(xiàn)性度的常用方法。并對(duì)放大器設(shè)計(jì)中的阻抗匹配進(jìn)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(shè)計(jì)思路。
　　 論文的第三、四、五章分別針對(duì)單管F/IF類(lèi)功率放大器、Doherty結(jié)構(gòu)

3、功率放大器和寬帶低噪聲放大器在效率和線(xiàn)性度兩方面的性能優(yōu)化方法進(jìn)行了分析和研究。
　　 F/IF類(lèi)功率放大器屬于開(kāi)關(guān)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(lèi)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(duì)F/IF 類(lèi)功率放大器具體性能所造成的影響。在此基礎(chǔ)上，提出了一種在輸入端對(duì)二次和三次諧波阻抗進(jìn)行處理,以提高效率的電路設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方法，描述

4、了從基本的2 至3 階諧波控制結(jié)構(gòu)到2 至5 階諧波控制結(jié)構(gòu)下的具體負(fù)載端電路設(shè)計(jì)流程，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了一型高效率的逆F 類(lèi)功率放大器，驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　 Doherty結(jié)構(gòu)功率放大器是以?xún)蓚€(gè)支路的單管功放來(lái)配合工作，以實(shí)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(jié)構(gòu)工作原理的基礎(chǔ)上，將高效率的逆F 類(lèi)功放引入Doherty 作為其中的載波放大器和峰值放大器。通過(guò)在原有逆F 類(lèi)功放末端添

5、加調(diào)試微帶線(xiàn)的辦法，得到了符合Doherty 結(jié)構(gòu)要求的負(fù)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(shí)分析并給出了峰值支路的逆F 類(lèi)功放的偏置點(diǎn)選取依據(jù)，并根據(jù)峰值放大器在大信號(hào)區(qū)域內(nèi)的輸出特性，分析并解釋了Doherty 結(jié)構(gòu)在功率飽和點(diǎn)的工作狀態(tài)。另外，通過(guò)對(duì)新型Doherty 結(jié)構(gòu)與原逆F 類(lèi)功放的非線(xiàn)性失真進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，新結(jié)構(gòu)在功率回退區(qū)域內(nèi)將更好的改善電路的線(xiàn)性性能。
　　 最后，分析了采用C