[发明专利]一种提高高效双频带E类功率放大器载波频率的补偿电路

权利要求书

1.一种提高高效双频带E类功率放大器载波频率的补偿电路，其特征在于：晶体管的输出端包括：双频带E类功率放大器补偿电路，双频带E类谐波控制电路，双频带漏极直流偏置电路及双频带输出匹配电路。

2.根据权利要求1所述一种提高高效双频带E类功率放大器载波频率的补偿电路，其特征在于：所述双频带E类功率放大器补偿电路位于晶体管输出端和双频带E类谐波控制电路之间；所述双频带E类谐波控制电路位于双频带E类功率放大器补偿电路和双频带漏极直流偏置电路之间；所述双频带输出匹配电路位于双频带E类谐波控制电路和双频带输出匹配电路之间；所述双频带漏极直流偏置电路位于双频带漏极直流偏置电路和负载之间。

3.根据权利要求1所述一种提高高效双频带E类功率放大器载波频率的补偿电路，其特征在于：所述功率放大器为共射极的功放管，所述功放管的输入端为基极，输出端为集电极。

4.根据权利要求1所述一种提高高效双频带E类功率放大器载波频率的补偿电路，其特征在于：基波频率以及各谐波频率下在并联电容C后的最优阻抗条件为：

且所述的E类功率放大器电路结构中的最大载波频率取决于晶体管输出电容、集电极电压及输出功率，即：

另一方面，若把C=C_out带入（2）式，可求得所述的E类功率放大器最大载波频率的表达式，即：

从上式可知，当所述的E类功率放大器的输出功率和集电极电压给定时，所述的E类放大器的最大载波频率仅由C_out决定，且C_out越大，越小，因此，所述的E类放大器的最大载波频率受C_out限定；

上述推导假设C=C_out，而在实际电路设计中，晶体管的输出寄生电C_out >C，即：

这里，假设，则有：

将上式带入（3），则有：

因此，如果能采用新的电路结构补偿所述E类放大器的C_ex，则可以将所述E类放大器的最大载波频率提高（1+k）倍，为在更广范围内，更高频率下应用E类放大器提供了可能；而高效双频带E类功率放大器则是在经典E类功率放大器的基础上发展起来的，其工作原理与E类功率放大器的工作原理相同；其最大载波频率同样受到晶体管的输出寄生电容限制；因此，若想功放在两个频带内均工作在E类，则需要对两个频带的寄生电容同时进行补偿。

5.根据权利要求1所述一种提高高效双频带E类功率放大器载波频率的补偿电路，其特征在于：当对E类功率放大器的所有谐波都控制时，其理论效率可以达到100%，但在实际中，考虑到电路复杂性和成本等因素，一般只对其进行基波以及二次谐波的控制，因此，在所述一种提高高效率双频带E类功率放大器载波频率补偿电路的设计方法中，也仅考虑两个频带的基波补偿和二次谐波补偿，所述双频带E类功放补偿电路通过微带线的组合形成“电感”，即其阻抗为jX (X>0)的形式，进而与晶体管多余的输出寄生电容C_ex进行谐振，从而达到补偿的效果。

6.根据权利要求1所述一种提高高效双频带E类功率放大器载波频率的补偿电路，其特征在于：所述双频带E类谐波控制电路即提供两个频带内的二次谐波控制，从而满足所需的谐波阻抗条件；而所述双频带栅极，漏极直流偏置电路不仅实现功放的直流供应，而且还提供了两个频带内的基波开路；最后，所述双频带输入、输出匹配电路则将两个频带内的基波最优阻抗匹配到负载，以实现最大限度的功率传输。