田進(jìn)

摘 要：隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，發(fā)送設(shè)備系統(tǒng)在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中地位十分突出，同時(shí)對(duì)于發(fā)送設(shè)備系統(tǒng)中射頻功率放大器是極為重要的部件，因此加強(qiáng)對(duì)射頻功率放大器的研究對(duì)于提高其綜合性能以及融合現(xiàn)代通信技術(shù)都十分重要。研究射頻功率放大器就要從最基本的概念、類別劃分以及主要技術(shù)指標(biāo)開(kāi)始。文章主要對(duì)射頻功率放大器的基本概念、射頻功率放大器的分類以及射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)做了簡(jiǎn)單闡述，可以對(duì)研究射頻功率放大器的單位及科研人員提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：射頻放大器；基本概念；類別；技術(shù)指標(biāo)

前言

在發(fā)送設(shè)備系統(tǒng)中射頻功率放大器是極為重要的組成器件，其主要是針對(duì)輸出功率、功耗、效率、激勵(lì)電平、失真以及尺寸和重量等相關(guān)因素做出綜合考慮的一種電子電路。輸出功率以及效率是衡量射頻功率放大器的主要指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上對(duì)于輸出的諧波分量要盡可能的小，進(jìn)而避免產(chǎn)生對(duì)其他頻道的干擾。此外射頻功率放大器在發(fā)射系統(tǒng)的應(yīng)用中，其輸出功率范圍一般較大，可以從mW到kW之間。因此對(duì)射頻功率放大器進(jìn)行研究，并實(shí)現(xiàn)射頻大功率輸出，把握關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高效的能量傳輸，對(duì)于發(fā)送系統(tǒng)意義十分重大。

1 射頻功率放大器的分類

由于射頻功率放大器頻帶相對(duì)于較窄工作頻率較高，因此其負(fù)載回路一般均采用選頻網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于射頻功率放大器的分類可以按照電流導(dǎo)通角進(jìn)行分類，當(dāng)其放大器的電流導(dǎo)通角為360°時(shí)，將該種射頻功率放大器成為甲類工作狀態(tài)也可成為A類，該類放大器適合于將低功率小信號(hào)進(jìn)行放大；當(dāng)其放大器的電流導(dǎo)通角為180°時(shí)將該種射頻功率放大器成為乙類工作狀態(tài)也可成為B類，該類放大器適合于大功率工作狀態(tài)；當(dāng)其放大器的電流導(dǎo)通角小于180°時(shí)我們將該種射頻功率放大器成為丙類工作狀態(tài)也可成為C類，該類放大器與乙類相同，均適合于大功率工作狀態(tài)，只不過(guò)丙類工作狀態(tài)的效率和輸出狀態(tài)相對(duì)更大。因此大多數(shù)射頻功率放大器都工作在丙類狀態(tài)，但由于丙類工作狀態(tài)的放大器有一明顯的缺點(diǎn)就是能夠使得電流波形過(guò)大失真，因此為了避免過(guò)度失真，一般采用調(diào)諧回路將負(fù)載諧振功率放大，這是因?yàn)檎{(diào)諧回路具備濾波功能，進(jìn)而使得電流波形接近于正弦狀態(tài)，進(jìn)而最大程度減小失真。除此之外為了得到更大的功率放大以及效率，還有丁類工作狀態(tài)放大器以及戊類工作狀態(tài)放大器，按照英文也可成為D類和E類。

2 射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)

2.1 輸出功率

對(duì)于射頻功率放大器來(lái)說(shuō)其功率嚴(yán)格意義上分為最大瞬間輸出功率和標(biāo)準(zhǔn)輸出功率，我們常說(shuō)的輸出功率其實(shí)就是標(biāo)準(zhǔn)輸出功率也是額定輸出功率，其實(shí)質(zhì)就是射頻功率放大器能夠以長(zhǎng)時(shí)間安全工作且諧波失真能夠在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的輸出功率最大值，而最大瞬間輸出功率指的是在不受信號(hào)損壞的條件下射頻功率放大器能夠承受的最大峰值輸出功率。射頻功率放大器在發(fā)射系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，其末級(jí)輸出功率的范圍空間相當(dāng)大，因此為了實(shí)現(xiàn)輸出大功率，一般在其前級(jí)單路上設(shè)有足夠大的激勵(lì)功率電平，這樣也就有了多級(jí)放大環(huán)節(jié)。對(duì)于射頻功率放大器輸出功率指標(biāo)的掌握，主要是因?yàn)槠湟c工作頻率以及用途相結(jié)合，進(jìn)而選取FET、晶體管、射頻功率集成電路還是電子管作為其使用元件。就目前射頻功率放大器的技術(shù)發(fā)展而言，對(duì)于較高輸出功率的射頻功率放大器多選用電子管，其他輸出功率等級(jí)的可以考慮FET和晶體管。

2.2 傳輸增益

傳輸增益就是指射頻功率放大器輸出功率與輸入功率的比值，用單位分貝dB來(lái)表示。由于射頻功率放大器的傳輸增益是可以隨著輸入信號(hào)的變化而變化的，因此射頻功率放大器的傳輸增益是衡量射頻功率放大器品質(zhì)及性能好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)。當(dāng)其傳輸增益的分貝值越小，說(shuō)明其頻率的相應(yīng)曲線更加趨于平坦，其信號(hào)失真也就越小，信號(hào)的再現(xiàn)能力與還原能力就越強(qiáng)。因此該指標(biāo)為我們選取射頻功率放大器提供了重要依據(jù)。

2.3 線性

線性其實(shí)就是指射頻功率放大器的線性度，其指標(biāo)包括1dB壓縮點(diǎn)、IP3（三階互調(diào)截點(diǎn)）、鄰道功率比以及諧波等。其中鄰道功率比就是用來(lái)衡量射頻功率放大器非線性頻譜再生造成對(duì)鄰道的干擾程度。射頻功率放大器一般采用非線性放大器，這是因?yàn)榉蔷€性放大器在效率指標(biāo)上高于線性放大器。從頻譜角度上衡量，非線性放大器的輸出信號(hào)可以產(chǎn)生新的頻率分量，進(jìn)而使得其干擾了有用信號(hào)使信號(hào)，頻譜變大頻帶展寬。從時(shí)域角度上衡量，由于非線性放大器的傳輸增益因素影響，使得其波形失真出現(xiàn)頻譜再生現(xiàn)象，此外還存在相位變化影響。而這些諸多影響對(duì)于移動(dòng)通信設(shè)備的性能和功能都極為重要，因此研究這些因素的影響范圍以及應(yīng)對(duì)措施，對(duì)于射頻功率放大器的實(shí)際應(yīng)用具有十分重要的意義。

2.4 效率與雜散輸出

對(duì)于射頻功率放大器而言，效率也是一項(xiàng)極為重要的技術(shù)指標(biāo)，因?yàn)槠渲苯佑绊懲ㄐ旁O(shè)備的綜合效率。我們通常采用PAE（功率增加效率）以及nc（集電極效率）等方法來(lái)衡量該項(xiàng)指標(biāo)。雜散輸出與噪聲會(huì)在當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)采用不同頻帶工作時(shí)產(chǎn)生于接收機(jī)頻帶內(nèi)，進(jìn)而對(duì)其它鄰道形成干擾。為此必須采取一定的措施限制射頻功率放大器頻帶以外的寄生輸出，進(jìn)而減少信號(hào)干擾。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，射頻功率放大器是現(xiàn)代發(fā)送設(shè)備系統(tǒng)當(dāng)中極為重要的組成器件。對(duì)射頻功率放大器進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)射頻大功率輸出，掌握和提高射頻功率放大器的技術(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高效的能量傳輸，對(duì)于發(fā)送系統(tǒng)意義十分重大。射頻功率放大器的分類按照電流導(dǎo)通角分為A、B、C、D、E即甲、乙、丙、丁、戊等五類，不同類別的放大器，其應(yīng)用場(chǎng)合不同。射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)包括：輸出功率、傳輸增益、線性以及效率與雜散輸出等。為了能夠更好的應(yīng)用射頻功率放大器提高其綜合性能，我們就必須要掌握其最基本的類別劃分以及技術(shù)指標(biāo)的研究，進(jìn)而找到提升辦法。

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