基于谐波阻抗控制的宽带高效率功率放大器研究

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1、万方数据分类号TN011UDC621．3密级学号公开100531东南大学硕士学位论文基于谐波阻抗控制的宽带高效率功率放大器研究研究生：刘畅导师：朱晓维教授专业：电磁场与微波技术东南大学毫米波国家重点实验室中国·南京二零一三年一月万方数据RESEARCHONBROADBAND，HIGH—EFFICIENCYPOWERAMPLIFIERSUSINGTHETECHNIQUEOFHARMONIC—CONTROLAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLi

2、uChangSupervisedbyProfessorZhuXiaoweiStateKeyLaboratoryofMillimeterWavesSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityNanjing．210096。RR。ChinaJanuary,2013万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构

3、的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：皇堕日期：——东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：事I峨导师签名：万方数据摘要基于谐波阻抗控制的宽带高效率功率放大器研究硕士生：刘畅导

4、师：朱晓维教授(东南大学信息科学与工程学院毫米波国家重点实验室)功率放大器是无线发射机中最重要的部件之一，其效率直接决定发射机的功耗和成本。同时，在新一代无线通信系统中，信号带宽显著增加，LTE-Advanced系统的信号带宽可达IOOMHz。因此，宽带高效率功率放大器成为了研究热点之一，本文采用谐波阻抗控制技术研究宽带高效率射频功率放大器。首先，在J类模式功率放大器基本原理的基础上，采用二次谐波阻抗控制和宽带基波匹配方案，设计了改进型J类模式宽带高效率GaN功率放大器，测试结果表明，在1．6-3．0GHz频段内(相对带宽61％)，平均漏极效率达到68．3％，输出

5、功率均大于40．28dBm，增益大于14．7dB，特别是在1．6—2．8GHz范围内，饱和输出功率在41．02—42．51dBm之间，增益在15．6-17．8dB之间，带内波动较小，宽带特性理想。为了进一步提高重要频点(LTE／3G系统应用频点)的性能，本文应用并拓展了“模式转换类”功放的原理，采用多频点多模式的设计思想，依靠负载匹配网络对谐波进行控制，在宽带内多个特定频点变换功放工作模式，使得在宽频带内多频点实现高效率，能够覆盖多个LTE／3G系统工作频段，具有较高的应用价值。测试结果表明，该模式转换功率放大器在1．9GHz，2．OGHz，2．6GHz这三个主要

6、频点上均能实现效率大于72％，在1．9—2．7GHz内输出功率大于40dBm，增益14．6—16．9dB。关键词：功率放大器，J类模式，模式转换类功放，高效率，宽带，谐波控制，LTE。万方数据东南大学硕士学位论文II万方数据AbstractRESEARCHONBROADBAND，眦GH—EFFICIENCYPOWERAMPLIFIERSUSINGTHETEC唧IQUEOFHA嗍IC-CONTROLM．S．Candidate：LiuChangSupervisor：Prof．ZhuXiaoweiSoutheastUniversityPoweramplifiersare

7、themostimportantcomponentsofwirelesstransmitters，ofwhichtheefficiencydeterminespowerconsumptionsandcostsoftransmitters．Besides，thebandwidthofsignalsinnext—generationwirelesscommunicationsystemsincreasessignificantly，suchasLTE—Advancedsignalswhichcanbeupto100MHz．Therefore，broadband，hig

8、h—eff