高效率高諧波抑制功率放大器的設計

　　對于由LC構成的諧波處理網(wǎng)絡(luò )，當其諧振在高次諧波頻率上時(shí)，在基頻處，該網(wǎng)絡(luò )等效為一個(gè)電容，如圖2所示，設L2C2諧振在n次諧波處(圖2(a))，在基頻處它等效為電容Ceq1(圖2(b))，其關(guān)系為：

　　工作于基頻時(shí)，該網(wǎng)絡(luò )的阻抗為：

　　聯(lián)立(3)(4)兩式得：

　　即諧振網(wǎng)絡(luò )在基頻處的等效電容與諧振網(wǎng)絡(luò )的電容關(guān)系為：

　　對于本設計因L2C2諧振在5次諧波頻率處，L3C3諧振在3次諧波頻率處，所以有：

　　對于L4C4組成的串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò )，其諧振頻率為2ω0，主要用于回收2次諧波能量，這樣能對功放管輸出端的電壓和電流波形進(jìn)行整形，減小兩者之間的重合，提高功率放大器的效率。電容電感兩者之間滿(mǎn)足以下關(guān)系式：

　　1.2 整體電路設計

　　本文采用以上介紹的具有諧波抑制功能的輸出匹配網(wǎng)絡(luò )，采用InGaP/GaAs HBT工藝設計了一個(gè)工作于2 GHz頻率的高效率高諧波抑制的功率放大器，該放大器采用三級放大結構，供電電壓為5 V，具體電路結構如圖3所示。

　　該設計為了獲得高的增益采用了三級放大結構，其中第一級工作于A(yíng)類(lèi)狀態(tài)，以獲得高的線(xiàn)性度，該級采用了一個(gè)RC負反饋使電路能穩定工作;第二級工作于淺 AB類(lèi)狀態(tài);第三級為了獲得高的效率工作于深AB類(lèi)狀態(tài)。其中虛線(xiàn)方框內的部分為片內實(shí)現，方框外的部分采用多層基板、綁定線(xiàn)和貼片元件來(lái)實(shí)現。對于級間 匹配網(wǎng)絡(luò )，匹配電感于外部綁定線(xiàn)實(shí)現有助于減少級間匹配網(wǎng)絡(luò )的插損，獲得了較高的效率和功率，同時(shí)調試靈活方便。對于輸出匹配網(wǎng)絡(luò )，其中L4由綁定線(xiàn)和基 板上的傳輸線(xiàn)共同組成，通過(guò)調節金線(xiàn)的長(cháng)度，可以控制二次諧波分量的大小。而對于L3和L2，由于該網(wǎng)絡(luò )是對高次諧波進(jìn)行抑制，所需電感較小，主要是由多 層基板的過(guò)孔構成。

　　2 測試結果