一种高效率逆F类Doherty射频功率放大器
高效率F类功率放大器设计
高效率F类功率放大器设计作者：王程于洪喜来源：《现代电子技术》2014年第09期摘要： F类功率放大器是一种高效率的放大器，其理论效率可以达到100%，在无线通信领域中有着广泛的应用和广阔的发展前景。
简要阐述了F类放大器的基本理论，并对其效率进行了分析。
设计出了带有输入输出谐波控制的高效率F类功率放大器，仿真结果表明在工作频率1 GHz时，输出功率为38 dBm，功率附加效率为74%；输出功率和功率附加效率都优于同条件下的B类功率放大器。
关键词： F类功率放大器；高效率放大器；负载牵引法；无线通信中图分类号： TN722⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）09⁃0077⁃030 引言功率放大器作为无线通信系统中重要的前端器件，在移动通信、射频识别、雷达、电子对抗等很多领域都扮演着非常重要的角色。
射频功率放大器的损耗、效率、功率等都已经成为影响这些系统性能的关键问题。
随着无线通信系统的迅速发展，对“高效率”的需求日益增加。
由于功率放大器的效率将直接影响系统效率，因此，工作效率的提高，已经成为功率放大器研究的一个攻关难题。
F类功率放大器是非线性放大器的一种，也称为开关类功率放大器。
在F类工作模式分析中，通过谐波阻抗的峰化从而控制漏极的电压和电路的波形，最终得到效率的提高，理论效率可以达到100%。
而且由于F类功率放大器的易实现性，其得到了更加广泛的关注[1⁃4]。
1 F类功率放大器的基本理论线性放大器中，晶体管作为受控源。
晶体管的损耗造成了功率放大器主要的功率损耗。
而在非线性功率放大器中，晶体管作为一个开关，其工作状态是开或者是关，这样晶体管的电压和电流不存在交叠，晶体管管耗降低从而提高效率。
F类功放通过设计谐波网络来实现漏极电压和电流波形的控制，实现对漏极电压电流波形的整形。
从而实现漏极电流波形为半正弦波，漏极电压波形为方波。
而且在漏极电压和电流之间不存在叠加现象，这样理想的漏极效率可以达到100%。
doherty功放工作原理
doherty功放工作原理Doherty功放工作原理Doherty功放是一种高效率功率放大器，它在无线通信系统中广泛应用。
它的工作原理基于用于放大无线信号的两个功率放大器的组合。
Doherty功放的设计旨在提高功率放大器的效率，同时保持信号的线性度和带宽。
在传统的功率放大器中，通常使用一个单一的放大器来放大输入信号。
然而，这种设计在高功率输出时会导致低效率。
为了解决这个问题，Doherty功放采用两个功率放大器，分别称为主放大器和辅助放大器。
主放大器负责处理输入信号的大部分功率，而辅助放大器则负责处理输入信号的低功率部分。
这样，主放大器可以在高功率输出时提供高效率，而辅助放大器则可以在低功率输出时提供更高的效率。
Doherty功放的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：1. 输入信号经过功率分配器分为两路，一路进入主放大器，一路进入辅助放大器。
2. 主放大器负责放大输入信号的高功率部分。
为了提高效率，主放大器采用了一种特殊的调制技术，称为压缩。
3. 辅助放大器负责放大输入信号的低功率部分。
为了提高效率，辅助放大器采用了一种特殊的调制技术，称为增益。
4. 主放大器和辅助放大器的输出信号通过一个功率组合器进行合并，得到最终的输出信号。
Doherty功放的设计旨在提高功率放大器的效率。
通过合理的功率分配和调制技术，Doherty功放可以在高功率输出时提供高效率。
与传统的功率放大器相比，Doherty功放可以将功率放大器的效率提高到更高的水平。
除了高效率，Doherty功放还具有良好的线性度和带宽特性。
由于信号被分为两个部分分别放大，Doherty功放可以避免信号失真问题。
同时，Doherty功放还可以在宽带信号放大时保持高效率。
Doherty功放是一种高效率功率放大器，它通过使用两个功率放大器的组合来提高功率放大器的效率。
其工作原理基于合理的功率分配和调制技术，以提供高效率、良好的线性度和带宽特性的信号放大。
面向功放-整流一体化设计的逆F类功率放大器
面向功放-整流一体化设计的逆F类功率放大器
李昊东;邓雨轩;郭朝阳;张浩
【期刊名称】《空间电子技术》
【年(卷),期】2024(21)3
【摘要】针对微波无线功率传输对于高功率处理能力的高效整流器需求,提出一种基于高效率功率放大器的功放-整流一体化设计思路。
文章首先使用型号为
CG2H40010F的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT),通过谐波控制、负载牵引等方法,设计出一款工作在2.45GHz逆F类高效率功率放大器。
在高效率功率放大器的基础上基于时间反转对偶理论,通过改变逆F类功率放大器电流方向,同时结合耦合器和移相器实现了高功率容量整流电路的设计。
仿真结果表明,在2.45GHz 工作频率下,功率放大器的输入功率为28dBm时,功率附加效率达到76%,输出功率40dBm;整流电路的输入功率为41dBm时,RF-DC转换效率可达到79%,整流最佳效率大于80%,显示了整流器的高功率处理能力。
引入了两个单刀双掷开关实现功率放大器和整流器的功能切换,文章对核心电路功率放大器进行了实物测试,测试结果与仿真重合较好,验证了功放-整流一体化设计的可行性。
【总页数】7页(P72-78)
【作者】李昊东;邓雨轩;郭朝阳;张浩
【作者单位】西北工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】V443;TN454
【相关文献】
1.基于GaN器件的平衡式逆F类功率放大器的研究与设计
2.S波段高效F类/逆F 类GaN HEMT功率放大器设计
3.一种S波段逆F类滤波功率放大器设计
4.基于CMOS工艺的逆F类功率放大器设计
5.基于逆F类的非对称Doherty功率放大器设计
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逆F高功率高效率饱和功率放大器
逆F高功率高效率饱和功率放大器
白云芳
【期刊名称】《集成电路应用》
【年(卷),期】2018(035)008
【摘 要】射频功率放大器应用范围比较广,关键指标为功率和效率,逆F类型功率放
大器利用谐波阻抗控制,可以做到高功率,高效率.利用多工艺的联合仿真,使功率和效
率做到仿真和测试的更好拟合,这将大大节省产品的开发.
【总页数】4页(P33-36)
【作 者】白云芳
【作者单位】上海唯捷创芯电子技术有限公司,上海 201210
【正文语种】中 文
【中图分类】TN722.75
【相关文献】
1.RF MICRO DEVICES高功率、高效率的线性功率放大器模块 [J],
2.GaN逆F类高效率功率放大器及线性化研究 [J], 徐樱杰;王晶琦;朱晓维
3.高效率逆E类功率放大器研究 [J], 袁杰; 范如东; 曾文博
4.一种高效率逆F类Doher ty射频功率放大器 [J], 尹希雷; 李军; 代法亮; 文化锋;
刘太君
5.L波段高功率高效率功率放大器芯片设计 [J], 李海华;薛焱文;万晶;梁晓新
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高效率F类功率放大器设计
∞
∑V
n = 3, 5, 7...
∞
∑
i(θ) = I 0 - I1 sin θ -
n = 2, 4, 6...
n
sin nθ
I n cos nθ
管 MRF281Z，中 心 频 率 为 1 GHz，晶 体 管 偏 置 为 V gs =
3.5 V，V ds = 26 V，输 入 功 率 为 20 dBm。 介 质 基 板 为
achieved at 1 GHz，and under the same condition，it is better than class⁃B power amplifier in both PAE and output power.
Keywords：class⁃F power amplifier；high⁃efficiency amplifier；load⁃pull method；wireless communication
Abstract：The class⁃F power amplifier（PA）is a high⁃efficiency amplifier，whose theoretical efficiency can achieve 100%.
It is widely used in wireless communication field and has a broad prospect. The basic theory of the class⁃F power amplifier is in⁃
实际中用硬件实现谐波阻抗的条件是不可能的，但
是用若干个电流和电压谐波分量的峰化就可以在一定
程度上提高功率放大器的效率
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一种高效率逆F类Doherty射频功率放大器
逆F类Doherty射频功率放大器是一种高效率的射频功率放大器设计，它被广泛应用于无线通信系统中。
本文将介绍逆F类Doherty射频功率放大器的原理、设计和性能优势。
逆F类Doherty射频功率放大器是一种改进的Doherty功率放大器结构。
Doherty功率放大器是一种有效提高功率放大器效率的技术，它通过将负责较低功率的主放大器与一个辅助放大器并联工作，来实现功率放大的效果。
传统的Doherty功率放大器存在着一定的功率浪费，因为主放大器仍然会工作在线性范围内而不达到最佳效率。
逆F类Doherty射频功率放大器通过引入反向负载网络，使得主放大器在工作中更接近饱和区域，从而提高了功率放大器的整体效率。
具体来说，逆F类Doherty功率放大器的工作原理如下：当输入的射频信号较弱时，辅助放大器负责功率放大，而主放大器基本处于关闭状态；当输入的射频信号较强时，主放大器开始开启并参与功率放大。
通过调整反向负载网络的参数，可以使得主放大器在高功率情况下更接近饱和工作，从而提高整体功率放大器的效率。
逆F类Doherty射频功率放大器的设计中需要考虑的关键参数包括功率分配器（也称为功率合成器）和反向负载网络。
功率分配器用于将输入的射频信号分配给主放大器和辅助放大器，并将它们的输出重新合成为最终的输出信号。
反向负载网络则起到控制主放大器与辅助放大器之间功率分配的作用。
逆F类Doherty射频功率放大器相比传统的Doherty功率放大器具有许多性能优势。
它能够在较宽的输出功率范围内保持高效率。
逆F类Doherty功率放大器在线性范围内具有较低的失真和较高的输出功率。
逆F类Doherty功率放大器还具有较好的抗非线性失真能力和较高的线性范围。
逆F类Doherty功率放大器结构相对简单，容易实现且成本较低。
逆F类Doherty射频功率放大器是一种高效率的射频功率放大器设计。
它通过引入反向负载网络，实现主放大器在接近饱和状态下工作，从而提高了功率放大器的整体效率。
其性能优势包括较低的失真、较高的输出功率、良好的抗非线性失真能力和较高的线性范围。
逆F类Doherty功率放大器已经被广泛应用于无线通信系统中，为无线通信的高效传输提供了重要支持。