逆F类放大器漏极电压波形研究

›› 2014, Vol. 27 ›› Issue (11): 116-.

逆F类放大器漏极电压波形研究

张瑞,李建欣

(1.中国电子科技集团公司第38研究所微波部,安徽合肥 230088;2.国家无线电监测中心,北京 100037)

出版日期:2014-11-15 发布日期:2014-11-19
作者简介:张瑞(1979—),男,高级工程师。研究方向:射频微波电路,微波功放。E-mail:sanglei2008@126.com。李建欣(1983—),女,工程师。研究方向:射频微波电路。

Research on Drain Voltage of Inverse Class F Power Amplifier

ZHANG Rui,LI Jianxin

(1.Microwave Division,No.38 Research Institute,China Electronics Technology Group Corporation,Hefei 230088,China;
2.State Radio Monitoring Center,Beijing 100037,China)

Online:2014-11-15 Published:2014-11-19

摘要/Abstract

摘要：

为了更清晰地了解逆F类功率放大器通过规整漏极电压和电流波形实现高效率的本质,对其漏极电压波形进行了理论分析和仿真验证。结果表明,在仅考虑二、三次谐波,且当谐波比例k=1/4时,v(θ)波形最平坦,最近似于半正弦波。利用电磁软件仿真设计并制作了一款k=0.271的逆F类功率放大器,经测试在输出功率为36.33 dBm时,功率附加效率达到了71%。

关键词: 高效率, F^-1类, 功率放大器, 功率附加效率

Abstract:

Inverse Class F power amplifiers improve efficiency of microwave circuit by adjusting waveform of drain voltage and current.For a better understanding of the nature,the waveform of drain voltage and current are analyzed theoretically and simulated.The result shows that if only the second and third harmonics are considered with the second harmonic and fundamental wave voltage ratio k=1/4,the drain voltage waveform is the most flat and the drain voltage tends to be a half-sine.Finally,an inverse class F power amplifier with k=0.271 is designed and the actual circuit is manufactured,with a peak power-added efficiency of 71% and an output power of 36.33 dBm.

Key words: high efficiency;inverse class f;power amplifier;PAE

中图分类号:

TN722.7+5

张瑞,李建欣. 逆F类放大器漏极电压波形研究[J]. , 2014, 27(11): 116-.

ZHANG Rui,LI Jianxin. Research on Drain Voltage of Inverse Class F Power Amplifier[J]. , 2014, 27(11): 116-.

参考文献

［1］胡莎,程知群.应用于微波通信系统新型器件GaN HEMT研究［J］.电子器件,2010,33(6):41-44.

［2］COLANTONIO P,GIANNINI F,LIMITI E.High efficiency RF and microwave solid state power amplifiers［M］.New York:Wiley Press,2009.

［3］ANDREI G.射频与微波功率放大器设计［M］.张玉兴,赵宏飞,译.北京:电子工业出版社,2006.

［4］GREBENNIKOV A.High-efficiency transmission line GaN HEMT inverse class F power amplifier for active antenna arrays［C］.Microwave Conference,Asia Pacific,IEEE,2009:317-320.

［5］尤览.射频放大器的效率增强与线性化技术研究［D］.合肥:中国科学技术大学,2011.

［6］RAAB F H.Class-F power amplifiers with maximally flat waveforms［J］.IEEE Transactions on Microwave Theory Technology,2012,45(11):2007-2012.

［7］INOUE A,OHTA A,GOTO S,et al.The efficiency of class-F and inverse class-F amplifiers［J］.IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest,2004(3):1947-1950.

［8］KIM J,KIM J,MOON J,et al.Saturated power amplifier optimized for efficiency using self-generated harmonic current and voltage［J］.IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,2011,59(8):2049-2058.

［9］YOUNG Y W,YOUNGOO Y,BUMMAN K.Analysis and experiments for high-efficiency class-F and inverse class-F power amplifiers［J］.IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,2006,54(5):1969-1974.

［10］徐樱杰,王晶琦,朱晓维.GaN逆F类高效率功率放大器及线性化研究［J］.电子与信息学报,2012,34(4):981-985.

［11］徐福兴.ADS2008射频电路设计与仿真实例［M］.北京:电子工业出版社,2009.

［12］KIM B,MOON J,KIM J.Highly efficient saturated power amplifier based on GaN-A class P amplifier［C］.IEEE MTT-S International Microwave Sympore Digital Workshop,2010.

[1]	赵一鹤,邵杰,程永亮. 基于编码—解码模型的D类功率放大器行为建模[J]. 电子科技, 2020, 33(2): 20-24.
[2]	王纪伟. 基于ARM的功率放大器控制系统设计[J]. 电子科技, 2020, 33(11): 46-48.
[3]	吴小帅. 毫米波300 W脉冲功放的研究[J]. , 2018, 31(3): 84-.
[4]	张家宇，常树茂. 基于ADS的功率放大器仿真模型设计[J]. , 2016, 29(7): 136-.
[5]	严继进,蔡斐. 一种E类高效GaN HEMT功率放大器设计[J]. , 2016, 29(2): 134-.
[6]	魏榕山,代明. 一种片内集成飞电容的自适应开关电容DC-DC[J]. , 2015, 28(9): 70-.
[7]	牛海君. 毫米波功率放大器线性化技术[J]. , 2015, 28(5): 81-.
[8]	於建生,桑磊,孙世滔,王华. 宽带射频功放晶体管非线性输出电容研究[J]. , 2015, 28(4): 102-.
[9]	侯满宏,郭忠凯. X频段10 kW速调管功放在深空地面站的应用[J]. , 2015, 28(3): 112-.
[10]	韩鹏伟. 微波功率放大器的ALC环路设计[J]. , 2014, 27(8): 53-.
[11]	周璟瑜,林凡强,徐磊. 基于DDS构建可调频稳幅信号发生器[J]. , 2014, 27(8): 57-.
[12]	张娟,湛婷,廖原,宋志东. Ku波段80 W固态功率合成放大器的设计[J]. , 2014, 27(6): 35-.
[13]	秦贞良,张涛,刘艳平,刘之华. 基于自适应遗传算法多项式预失真技术研究[J]. , 2014, 27(4): 12-.
[14]	王东起. MLE20/MJD20在甲类功率放大器中的应用[J]. , 2014, 27(11): 120-.
[15]	吴继伟. 双声道混合音频系统的设计与实现[J]. , 2013, 26(7): 94-.