[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

说明书

本发明公开了一种宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间的设计方法，属于无线通信功率放大器技术领域，基本电路与输入输出匹配网络连接，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；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，λ/4传输线的另一端连接漏极电源，电感的另一端与理想隔直电容的一端连接，电感电容谐振电路的另一端连接电抗，电抗的另一端与输出端负载的一端连接；输入输出匹配网络采用切比雪夫低通阻抗变换器。本发明带来了更广阔的阻抗空间，使得设计宽带功放时不降低输出功率和效率，在不影响功率放大器其他优良性能的前提下拓展了带宽。

技术领域

本发明属于无线通信功率放大器技术领域，具体涉及一种宽带高效率EF类功率放大器新型阻抗空间的设计方法。

背景技术

如今，随着无线通信系统的迅速发展，对信息传输的要求也越来越高。射频功率放大器作为无线收发系统中最为重要的部件之一，其效率直接决定了整个发射终端的能耗量级。因此，高效率、高功率、高增益、高线性度的指标成为功放设计者所关注的焦点。同时为了支持多种频段，功放的工作频带宽度需要很大程度进行拓展[1]。

目前的高效功率放大器主要有两种：开关类功率放大器(以E类功率放大器最为典型)和谐波调谐类功率放大器(以F类功率放大器最为典型)。在开关类功率放大器中，E类功放因其设计简单、具有良好的谐波抑制而受到广泛关注[2]。而为了消除E类功放漏极峰值电压高造成的输出功率限制，在传统的E类功放中引入了一个平行的λ/4(λ为波长)传输线来代替谐振器，从而获得E类和F类的混合工作模式[3]。

非理想效应及其对应的关键设计参数，比如最大工作频率、漏极峰值电压和功率输出能力，会使得开关类功放的实际性能低于最大漏极效率100％的预期。为了解决实际设计的限制问题，提出了具有并联电路的EF类功率放大器，首次改进了上述三个关键参数并实际获得了良好的性能[4]。然而，所提出的功放只能在窄带中工作，不能直接在多标准和多频率应用中实现[5]。

故，目前需要解决现有具有并联电路的宽带高效率EF类功率放大器仅能工作在窄带中，不能直接在多标准和多频率应用中实现的问题。

【参考文献】

[1]S.Shakib,M.Elkholy,J.Dunworth,V.Aparin and K.Entesari,2.7Awideband 28GHz power amplifier supporting 8×100MHz carrier aggregationfor5G in 40nm CMOS,2017IEEE International Solid-State Circuits Conference(ISSCC),San Francisco,CA,USA,2017,pp.44-45.

[2]S.Jee,J.Moon,J.Kim,J.Son and B.Kim,Switching Behavior of Class-EPower Amplifier and Its Operation Above Maximum Frequency,IEEE Transactionson Microwave Theory and Techniques,vol.60,no.1,pp.89-98,Jan.2012.

[3]A.Grebennikov,High-Efficiency Class-FE Tuned Power Amplifiers,IEEE Transactions on Circuits and Systems I:Regular Papers,vol.55,no.10,pp.3284-3292,Nov.2008.