F类与逆F类功率放大器的效率研究

为了对F类与逆F类功率放大器的效率进行研究,首先从理论方面对两种放大器工作模式各自的效率进行了计算。通过计算可以看出,在相同的输出功率下,因为晶体管导通内阻的存在,逆F类功率放大器的效率优于F类功率放大器。再通过软件仿真设计F类和逆F类功率放大器,在相同的输出功率下,逆F类功率放大器的最高漏极效率为91.8%,F类功率放大器的最高漏极效率为89.3%。

一种新型毫米波功率放大器设计

针对现有合成方式的不足,提出了一种新型结构四路波导分支耦合器,具有驻波好、隔离度高和结构紧凑等优点。介绍了波导—微带探针过渡结构和波导T型结的原理及设计方法,对无源网络进行了建模仿真,通过优化达到了功放设计所需的性能指标。对有源电路的装配工艺进行了简要介绍。基于4个16 W功放模块和四路功率分配/合成网络,设计了一种50 W毫米波固态功率放大器,在所需频段实现了大于50 W的输出功率,整机效率高于18%。

S频段200 W功率合成放大器设计

针对功率放大器调试困难的问题,采用ADS软件设计功率放大器。利用负载牵引方式寻找功率管在工作频段内的最佳匹配点,进行电路匹配设计和优化,实现了功率放大器各项指标要求。最终的实物测试结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真的真实性和有效性。采用热管散热技术,将功率管结温控制在155.2℃的安全工作温度。为实现大功率输出,采用3 d B电桥功率合成技术,并对2条合成链路进行幅度和相位一致性控制,在所需频段达到200 W以上的功率输出。

F类功率放大器漏极电压研究

F类功率放大器实现高效率的基本原理,是利用输出滤波器控制漏极输出的电压或电流波形。基于这一点,文中首先理论分析了在不同谐波比例下的漏极电压波形,然后利用电磁仿真软件进行验证。结果表明,仅有三次谐波和基波组合在一起时,当三次谐波和基波电压比K=0.111时,漏极电压波形最平坦;当K接近0.4时,漏极电压波形趋于方波。最后选择合适的谐波比例,设计了一款功率附加效率最大值达到88.074%的F类功率放大器。

S频段800W室外型连续波固态功率放大器设计

针对现有室内固态功放体积大,馈线系统设计复杂的问题,提出了一种新型结构形式的高功率、高效率和小体积固态功率放大器。给出了高密度、大功率径向合成的原理及设计方法,对径向合成网络进行了建模仿真,通过优化达到了功放设计所需的性能指标。基于8个功放模块和8路径向合成网络,设计了一种室外型固态功率放大器,在所需频段实现了大于800 W的输出功率,整机效率高于40%。