高效率与宽带功率放大器研制

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随着无线通信系统的飞速发展,谐波控制类功放和宽带功放的地位越来越重要,其应用范围也越来越广泛。本文以2.85GHz谐波控制类功放和4-6GHz宽带功放的设计与制作为主线,总结如下:第一,本文首先介绍了F类的基本原理,指出了其在实际制作过程中是不可实现的。针对晶体管的实际阻抗条件,本文改进了最佳阻抗提取方式;针对匹配电路,本文改进了谐波控制电路拓扑。经过EDA仿真和后期调试,本文制作了一款2.85GHz高效率谐波控制类功放,在输出功率39.91dBm时,PAE达到最大值82.2%。通过对设计方法的改进,提高了功放工作效率,缩短了设计和调试时间,节约了板材面积。第二,本文研究了宽带功放的设计要点,找出了一种带通匹配电路,制作了一款4-6GHz宽带功率放大器。此种匹配方法的优点有:直接在带通频率内进行设计,无需从低通网络到带通网络的转换;直接综合出微带线,无需把集总参数元件转化为分布参数元件,消除了转化误差;集总元件不参与匹配只起射频短路作用,降低了匹配误差和调试难度。第三,在功放的实际设计和制作过程中,本文不仅注重基本理论基础,还注重工程实践,如集总参数元件的使用策略。在射频特别是微波频段,电抗元件的特性会发生反转,这是功放工程师需要特别注意的地方。通过两个实验,证明了本文设计思路和制作技巧的可行性。
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