[實用新型]一種提高高效E逆F類功率放大器載波頻率的匹配電路

有效

• 申請號: 201720394621.1
• 申請日: 2017-04-16
• 公開（公告）號: CN206620102U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 馬建國;成千福;劉暢;朱守奎;傅海鵬
• 申請（專利權）人: 天津大學（青島）海洋工程研究院有限公司
• 主分類號: H03F1/56
• 分類號: H03F1/56;H03F3/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及無線通信功放技術領域，尤其涉及一種提高高效E逆F類功率放大器載波頻率的匹配電路。

背景技術

現代無線移動網絡的基站系統在傳送信號到移動終端時需消耗大量能量，系統的效率越來越受到重視，特別是作為基站系統末端的功率放大器，傳統意義上的線性功率放大器有非常低的能量傳輸效率。而差的傳輸效率將直接影響整個系統的操作成本，產生熱耗散。開關類功率放大器相比于傳統的線性模式功率放大器能夠提供更高的效率。因此，包括E，F在內的開關類功率放大器成為了近年來功率放大器的研究熱點。

高效E 類功率放大器是在 1975 年由 N. O. Sokal 提出的一種開關類功率放大器[1]。在晶體管導通的瞬間，E 類功率放大器晶體管漏極電壓以及電壓的變化率都近似為0，即實現了所謂的軟開關。這很好地避免了晶體管輸出電容 Cds放電所造成的巨大能量損耗。E 類放大器以其高效率的特性很快便成為了學術界的研究焦點，特別是在近些年，有大量的 E 類放大器被報道出來。

高效F 類功率放大器的概念早在 1958 年就由 V. J. Tyler 首次提出了。Tyler 被認為是提出帶有多諧振 F 類放大器的第一人，他提出可以通過調整導通角使電壓和電流交替出現，形成“開關”類輸出[2]。1997 年 F. H. Raab 提出為了進一步提高 F 類功率放大器的輸出功率和效率，減少功率損耗，必須使晶體管漏端電壓和電流波形實現最大平坦化[3][4]。Raab 的理論使 F 類功率放大器的理論基本成型。

高效E逆F功率放大器的理論推導由Grebennikov在2011年首次提出[5]。具體電路圖如圖1所示。他在E類功率放大器的基礎上加入了逆F類功率放大器的結構，首次在Ghz以下采用集總元件和Ghz以上采用分立元件同時實現了E逆F功率放大器。

2015年，Mury Thian等人提出補償晶體管輸出寄生電容，提高EF功率放大器載波頻率的電路結構[6]。這個電路結構不論是在三次諧波，還是五次諧波都很好的補償了晶體管的寄生電容，使得載波頻率極大的提高。

本實用新型結合了高效E逆F類功放的電路結構特點和提高EF功率放大器載波頻率的電路結構特點，創新性的提出了一種提高E逆F功率放大器載波頻率的電路結構。在保持開關類E逆F功率放大器高效率優點的同時，在基波和二次諧波頻率下成功的補償了晶體管的輸出寄生電容，使得載波頻率相比原有的E逆F功率放大器提高了很多，為在更廣范圍內，更高頻率下應用E逆F功率放大器提供了良好的理論基礎。

【參考文獻】

[1]Sokal N O， Sokal A D.“ Class E A new class of high-efficiency tuned single-endedswitching power amplifiers.”Solid-State Circuits，IEEE Journal of，1975，10(3):168-176。

[2]Tyler， V. J. “A new high-efficiency high-power amplifier.”Telecom Australia，1958。

[3]Raab， Frederick H.“ An introduction to class-F power amplifiers.”RF Design19.5(1996): 79-84。

[4] Raab， Frederick H. “Class-F power amplifiers with maximally flat waveforms. Microwave Theory and Techniques”，IEEE Transactions on 45.11 (1997): 2007-2012。

[5] Andrei Grebennikov.“High-Efficiency Class E/F Lumped andTransmission-Line Power Amplifiers” IEEE transactions on microwave theory and techniques，VOL. 59，NO. 6，JUNE 2011。