[發明專利]提高射頻功率放大器效率的方法及射頻功率放大器電路

無效

• 申請號: 200810043982.7
• 申請日: 2008-11-24
• 公開（公告）號: CN101478288A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 陳俊;袁志鵬
• 申請（專利權）人: 銳迪科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/217
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳 平

技術領域

本發明涉及一種提高射頻功率放大器效率的方法。本發明還涉及一種射頻功率放大器電路。

背景技術

在現代無線通信系統中，射頻功率放大器是實現射頻信號無線傳輸的關鍵部件。功率附加效率(Power-Added?Efficiency，PAE，本發明所述效率均為功率附加效率)是衡量功率放大器性能的重要指標之一，其定義為輸出功率P_out與輸入功率P_in的差與電源供給的功率P_dc之比，即PAE=Pout-PinPdc]]>。它既放映射頻功率放大器將直流功率轉換成射頻功率的能力，又能反映射頻功率放大器放大射頻功率的能力。

現有的射頻功率放大器電路如圖1所示，包括射頻功率放大器和連接到所述射頻功率放大器輸出端的阻抗匹配網絡，所述輸出阻抗匹配網絡包括兩個串聯連接在所述射頻功率放大器輸出端與所述射頻功率放大器電路輸出端之間的電感L2和L3，其中后一個電感的兩端與地之間分別連接有一個電容，如圖1中的C1和C2；所述射頻功率放大器的輸出端與電源端之間也連接有一個電感L1，所述射頻功率放大器電路的輸入端RFin1連接到所述功率放大器的輸入端，所述電感L3的一端為所述射頻功率放大器電路的輸出端RFout。

射頻功率放大器處于A類工作狀態時，是線性放大器，為避免讓晶體管接近飽和與截止，通常減小輸出信號功率，從而使效率降低到30％～40％。射頻功率放大器處于B類工作狀態時，效率可到70％以上，但由于晶體管處于零偏置狀態，因此在輸入信號低于某一值時，晶體管不導通，即在信號周期內出現一段不工作區，使信號失真。為提高射頻功率放大器的輸出功率，又有較高的效率，現有的技術是使射頻功率放大器處于AB類工作狀態，即導通角略大于180°，其效率通常可達到40％～50％。

然而，當射頻功率放大器在通信系統中工作時，考慮到熱損耗以及電池工作時間兩方面的因素，如何提高射頻功率放大器的效率就是一個重要問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種提高射頻功率放大器效率的方法及實現這種方法的射頻功率放大器電路，能夠提高射頻功率放大器的效率，并有效地抑制偶次諧波和奇次諧波，降低射頻功率放大器的諧波失真。

為解決上述技術問題，本發明提高射頻功率放大器效率的方法的技術方案是，在射頻功率放大器的輸出網絡中加入偶次諧波低阻網絡，使得射頻功率放大器處于F類工作狀態，從而降低射頻功率放大器輸出匹配網絡的偶次諧波阻抗，同時提高奇次諧波阻抗，使得射頻功率放大器輸出端電壓被整形為方波，而輸出端電流整流為半波，且所述輸出端電壓波形與所述輸出端電流波形相位相反。

本發明射頻功率放大器電路的技術方案是，包括射頻功率放大器和連接在該射頻功率放大器輸出端的輸出阻抗匹配網絡，所述射頻功率放大器的輸出端還連接有偶次諧波低阻網絡，使得射頻功率放大器處于F類工作狀態，從而降低射頻功率放大器輸出匹配網絡的偶次諧波阻抗，同時提高奇次諧波阻抗，使得射頻功率放大器輸出端電壓被整形為方波，而輸出端電流整流為半波，且所述輸出端電壓波形與所述輸出端電流波形相位相反。

本發明在射頻功率放大器的輸出網絡中加入偶次諧波低阻網絡，使得射頻功率放大器處于F類工作狀態，明顯提高射頻功率放大器的效率至70％以上，并有效地抑制偶次諧波和奇次諧波，降低了射頻功率放大器的諧波失真。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為現有的射頻功率放大器電路的電路圖；

圖2為本發明射頻功率放大器電路的電路圖；

圖3為本發明射頻功率放大器電路輸出信號的波形圖。

具體實施方式