[发明专利]一种宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间的设计方法

权利要求书

1.一种具有新型阻抗空间的宽带高效率EF类功率放大器，其特征在于，包括基本电路和输入输出匹配网络，所述基本电路与输入输出匹配网络连接，所述基本电路包括开关，所述开关的一端分别连接电容的一端、电感的一端、电感电容谐振电路的一端和λ/4传输线的一端，所述λ为波长；所述开关的另一端分别连接电容的另一端、理想隔直电容的另一端和输出端负载的另一端，所述λ/4传输线的另一端连接漏极电源，所述电感的另一端与理想隔直电容的一端连接，所述电感电容谐振电路的另一端连接电抗，所述电抗的另一端与输出端负载的一端连接；所述输入输出匹配网络采用切比雪夫低通阻抗变换器；所述开关为晶体管，所述晶体管的漏极通过λ/4传输线与漏极电源连接。

2.一种宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间的设计方法，用于权利要求1所述的具有新型阻抗空间的宽带高效率EF类功率放大器，其特征在于，包括以下步骤：

组建具有并联电路的宽带高效率EF类功率放大器，所述具有并联电路的宽带高效率EF类功率放大器在晶体管的漏极与晶体管的漏极电源之间连接有λ/4传输线；所述λ为波长；所述宽带高效率EF类功率放大器的输入输出匹配网络采用切比雪夫低通阻抗变换器；

在具有并联电路的宽带高效率EF类功率放大器的输出电路端串联纯电抗元件，引入关键因子第二参数q，推导得到若干阻抗解，形成宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间。

3.根据权利要求2所述的宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间的设计方法，其特征在于，所述λ/4传输线对于偶次谐波提供短路状态，对于奇次谐波提供开路状态，所述晶体管漏极的电压峰值为漏极电源的电压的两倍。

4.根据权利要求2所述的宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间的设计方法，其特征在于，所述晶体管的开关状态包括第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段；所述晶体管的开关状态处于第一阶段时，相位ωt在0到π-τ_d范围内，晶体管的开关状态为闭合状态；所述晶体管的开关状态处于第二阶段时，相位ωt在π-τ_d到π范围内，晶体管的开关状态为断开状态；所述晶体管的开关状态处于第三阶段时，相位ωt在π到2π-τ_d范围内，晶体管的开关状态为断开状态；所述晶体管的开关状态处于第四阶段时：相位ωt在2π-τ_d到2π范围内，晶体管的开关状态为断开状态；所述τ_d为死区时间。

5.根据权利要求4所述的宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间的设计方法，其特征在于，所述晶体管在导通瞬间的开关电压v(ωt)理想化最佳条件包括以下两式：

v(ωt)|_ωt＝2π＝0

在基频处的负载电流i_R(ωt)的正弦形式如下式所示：

其中，I_R为电流幅值，为初始相位，ωt为相位。

6.根据权利要求5所述的宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间的设计方法，其特征在于，所述晶体管的开关状态处于第一阶段时，第一阶段通过晶体管的电流i(ωt)的第一种表示形式如下式所示：

其中，p为第一参数如下式所示：

7.根据权利要求6所述的宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间的设计方法，其特征在于，所述晶体管的开关状态处于第三阶段时，第三阶段λ/4传输线电流i_T3(ωt)如下式所示：

所述λ/4传输线电流的周期为π，通过上式得到第一阶段λ/4传输线电流i_T1(ωt)如下式所示：

第一阶段通过晶体管的电流i(ωt)的第二种表示形式如下式所示：