[发明专利]一种双频带高效率E类功率放大器

说明书

本发明公开了一种双频带高效率E类功率放大器，晶体管源极接地，栅极连接RC稳定网络电路，漏极分别连接双频带谐波补偿电路和双频带谐波调节电路；RC稳定网络电路分别连接双频带输入匹配电路和双频带栅极直流偏置电路；双频带谐波调节电路分别连接双频带输出匹配电路和具有谐波控制功能的双频带漏极直流偏置电路。本发明有效减少了电路的复杂度，同时补偿了来自晶体管额外的输出电容，从而达到提升功放的工作效率的目的。

技术领域

本发明涉及功率放大器技术领域，更具体的说，是涉及一种双频带高效率E类功率放大器。

背景技术

目前，随着现代无线通信系统的进一步发展，越来越需要覆盖多标准、多频带的射频前端。功率放大器作为射频前端中最重要的组件之一，也需要具备在多标准和多频带工作的能力。同时，射频功率放大器是无线发射前端中耗能最大的模块。所以，高效率多频带功率放大器的设计已成为功放研究领域的热点，而高效率双频带功率放大器是其中最基本的一类。

E类功率放大器作为高效率功率放大器之一，由于其具有软开关操作[1]、实现结构相对简单[2]和消除导通开关损耗的优点，受到了大量的关注。在两个不同的工作频带上，理想的高效双频带E类功率放大器的漏极效率能达到100％。但是，目前已有的双频带E类功率放大器没有实现优异的功率附加效率(PAE)性能[1]-[4]。

主要是由于以下原因造成的：首先，现有的双频带E类功率放大器电路结构复杂，造成损耗过大的后果；其次，在双频带E类功率放大器的工作模式下，晶体管在两个工作频带的最佳并联电容(C₁和C₂)会随着频率的提高而减小[5]。在微波毫米波频段，C₁和C₂会小于晶体管的输出电容(C_out)，在高频下无法存在最优的E类工作条件，效率会下降很多。

综上所述，有必要提出一种新型的双频带E类功率放大器，以解决现有电路结构复杂度过高和补偿晶体管额外的输出电容(C_X1＝C_out-C₁和C_X2＝C_out-C₂)的问题，提高双频带E类功率放大器的PAE。

【参考文献】

[1]C.-T.Chen,et,al.“High efficiency dual-mode RF transmitter usingenvelope-tracking dual-band class-E power amplifier for W-CDMA/WiMAXsystems,”in IEEE MTT-S Int.Microw.Sym.Dig.,Jul.2009,pp.417–420.

[2]F.Norouzian and P.Gardner,“Concurrent dual-band high efficiencyclass-E power amplifier,”in Proc.IEEE Eur.Microw.Conf.,Nuremberg,Germany,Oct.2013,pp.1303–1306.

[3]S.H.Ji,et,al.“836MHz/1.95GHz dual-band class-E power amplifierusing composite right/left-handed transmission lines,”in Proc.IEEEEur.Microw.Conf.,Milan,Italy,Sep.2002,pp.356–359.

[4]S.H.Ji,et,al.“Concurrent dual-band class-E power amplifier usingcomposite right/left-handed transmission lines,”IEEE Trans.Microw.TheoryTechn.,vol.55,no.6,pp.1341–1347,Jun.2007.