【摘要】：第五代移動(dòng)通信技術(shù)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(shì)。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(guān)鍵模塊電路的射頻功率放大器對(duì)于整個(gè)通信系統(tǒng)的性能具有重要影響。在未來(lái)的多載波無(wú)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(shí)也是最有發(fā)展前景的。本文結(jié)合未來(lái)通信發(fā)展的趨勢(shì)和要求,結(jié)合最新的開(kāi)關(guān)類(lèi)F類(lèi)功率放大器技術(shù),研究開(kāi)發(fā)出適合未來(lái)無(wú)線通信的寬帶高效率F類(lèi)功率放大器。論文首先主要闡述了通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)以及高效率F類(lèi)功率放大器發(fā)展的歷史和前景,通過(guò)查詢(xún)近期相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)告,總結(jié)闡述了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界對(duì)于相關(guān)的高效率F類(lèi)功率放大器的最新研究動(dòng)態(tài)。其次介紹了射頻功率放大器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論,同時(shí)介紹了幾個(gè)用來(lái)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(shè)計(jì)中常用到的幾種提高效率和線性度的方法,以及在實(shí)際設(shè)計(jì)功率放大器時(shí)常用到的Load-Pull系統(tǒng)。隨后詳細(xì)介紹了 F類(lèi)功率放大器的基本理論。同時(shí)從電壓電流的角度來(lái)闡述F類(lèi)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(duì)輸出信號(hào)的諧波進(jìn)行控制,從而使功放工作在F類(lèi),進(jìn)而達(dá)到高效率。為后面高效率F類(lèi)功率放大器的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。然后基于Cree半導(dǎo)體公司的GaN HEMT CGH40010F在高頻仿真軟件ADS中仿真設(shè)計(jì)工作于2.7～3.7GHz的F類(lèi)功率放大器,并進(jìn)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(guān)鍵點(diǎn)。同時(shí)對(duì)射頻功率放大器不同測(cè)試系統(tǒng)的組成和測(cè)試要點(diǎn)進(jìn)行了介紹。然后對(duì)射頻功率放大器的大信號(hào)和小信號(hào)特性進(jìn)行了測(cè)試和分析,最終的測(cè)試結(jié)果表明,2.7～3.7GHz頻帶內(nèi)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(dá)到了本文所要求的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN722.75
【圖文】：

２．１．１傳統(tǒng)類(lèi)功率放大器逡逑傳統(tǒng)類(lèi)功率放大器即是根據(jù)傳統(tǒng)導(dǎo)通角的大小進(jìn)行劃分的Ａ、Ｂ、ＡＢ和Ｃ類(lèi)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(fù)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(hào)逡逑驅(qū)動(dòng)。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(lèi)功率放大器概念示意圖逡逑用來(lái)區(qū)分Ａ、Ｂ、ＡＢ和Ｃ類(lèi)功放的主要因素是導(dǎo)通角（６）的大小。對(duì)于Ａ類(lèi)，靜態(tài)柵逡逑極偏置設(shè)置得大于閾值電壓，以便在功放工作頻率的任何信號(hào)周期內(nèi)漏極電流保持大于零。逡逑從圖２．２邋（ａ）可以看出，Ａ類(lèi)的導(dǎo)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(hào)驅(qū)動(dòng)控制的電流源。由此產(chǎn)生的理想漏極電壓和漏極電流都是正弦的，本質(zhì)上是沒(méi)有諧逡逑波的，被認(rèn)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(xué)碩士學(xué)位論文。Ｅ類(lèi)功率放大器的概念由Ｓｏｋａｌ提出［２８］。如圖２．３所示，Ｅ類(lèi)功放由工源晶體管和無(wú)源負(fù)載網(wǎng)絡(luò)組成。負(fù)載網(wǎng)絡(luò)具有串聯(lián)諧振電路和與晶體管（集電極）電壓波形由負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作和瞬態(tài)響應(yīng)確定。這導(dǎo)致圖降到零并且在晶體管開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)具有零斜率，即零電壓開(kāi)關(guān)（ＺＶＳ）。（集電極）電容放電相關(guān)的開(kāi)關(guān)損耗，并且漏極電壓和漏極電流之間沒(méi)實(shí)現(xiàn)１００邋％的漏極效率［２９］。逡逑Ｖｄｄ逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 李玉龍;宋樹(shù)祥;岑明燦;蔣品群;;1.25GHz高效率F類(lèi)射頻功率放大器[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2015年10期

2 周鵬;王建利;鄔海峰;;2.65GHz雙級(jí)高效、高增益F類(lèi)開(kāi)關(guān)功率放大器設(shè)計(jì)[J];中興通訊技術(shù);2014年03期

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本文編號(hào)：2725414