[发明专利]一种基于谐波控制的A类功率放大器

说明书

本发明公开了一种基于谐波控制的A类功率放大器，属于无线通信技术领域。本申请通过采用谐波控制技术对处于过激励模式下的A类功率放大器进行谐波控制，使其漏极电压或者电流构成方波，提高了A类功率放大器的效率，使得其效率可以达到55％，超过了A类功率放大器的理论最大值50％。

技术领域

本发明涉及一种基于谐波控制的A类功率放大器，属于无线通信功放技术领域。

背景技术

功率放大器是一种将前级输出的信号进行功率放大的器件，广泛应用于无线通信技术中。根据功率放大器的工作点不同可分为A类、AB类、B类、C类、D类、E类和F类等。其中，A类、AB类、B类、C类为线性功率放大器，而D类、E类和F类则为开关型功率放大器。

线性功率放大器中，A类功率放大器是一种完全的线性放大形式的放大器，其电流的导通角为360°，也就是说晶体管的正负通道不论有没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量，所以，A类功率放大器虽然信号失真最小，但是效率最低，理论上不会超过50％，实际上通常在20％-30％左右。

发明内容

为了提高A类功率放大器的效率，本发明提供了一种基于谐波控制的A类功率放大器，所述基于谐波控制的A类功率放大器包括一个晶体管，晶体管漏极和栅极分别连接一个偏置网络，输入匹配网络与晶体管栅极相连，晶体管的漏极串联一个谐波控制网络和输入匹配网络后与负载相连；

所述基于谐波控制的A类功率放大器处于过激励模式下时，所述谐波控制网络控制其漏极电压或者电流构成方波，从而提高其峰值效率。

可选的，所述谐波控制网络采用电感电容并联的形式，并联谐振器谐振在基频，串联谐振器谐振在三次谐波。

可选的，所述基于谐波控制的A类功率放大器的工作点在A类状态，偏置电压设在V_DS＝34V栅极偏置电压V_GS＝-4.6V。

可选的，所述基于谐波控制的A类功率放大器采用标准的Rogers 4350B的微波板，板厚为0.762mm，微波板面积为48.5mm*114.2mm.中心工作频率在1.2GHz，饱和输出功率为52dBm。

可选的，所述偏置网络采用四分之一波长线以抑制信号和偏置电路的串扰。

可选的，所述基于谐波控制的A类功率放大器处于电压过激励模式下，或者电流过激励模式下。

本发明还提供一种基于谐波控制提升A类功率放大器峰值效率的方法，所述方法对于过激励模式下的A类功率放大器，在其晶体管的漏极串联一个谐波控制网络和输入匹配网络后与负载相连，采用谐波控制网络控制其漏极电压或者电流构成方波，以提高其峰值效率。

可选的，所述方法还包括，设置A类功率放大器处于电压过激励模式下；若设置A类功率放大器的电流处于过激励模式下，则采用F^-1类功放进行电流谐波输出。

本发明还提供一种无线信号发射终端，所述终端包含有上述基于谐波控制的A类功率放大器。

本发明还提供一种无线信号发射系统，所述系统包括上述无线信号发射终端。

本发明有益效果是：

通过采用谐波控制技术对处于过激励模式下的A类功率放大器进行谐波控制，使其漏极电压或者电流构成方波，提高了A类功率放大器的效率，使得其效率可以达到55％，超过了A类功率放大器的理论最大值50％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。