《微波功率放大器》全解42页PPT

dB )

M 3 dB
23.75 2
1
Pout
dB

M 3 dB
2
23.75
1
P1dB

P1dB
P
需要输入功率： Pin dB Pout dB G0 dB
• 三阶交调截止点
M 3dB 2(Pout dB IP3 )
IP3 P1dB 12
这个规律虽不严格但非常准确。
既反映功率转换能力又反映功率放大能力。
4. 1dB压缩点(1dB Gain Compressed Point)输出功率 P1dB
Pout(dBm)
P1dB
1dB
G(dB)
G0
G1dB
1dB
0
Pin <1dB> Pin(dBm)
0
Pin <1d率
P1dB-- G1dB对应的输出功
µ÷Åä Æ÷2
VSWR1
Zin(f)
Zout(f)
VSWR2
• 在一定频率及输入电平下，调整工作点及调配器，使输出功 率最大、同时效率较高(偏置电流小)时，得最佳负载状态。
• 用共轭替代法，用网络分析仪测出此状态下两端输入、输出 阻抗，用于功放匹配网络设计。
这种方法的功放非线性是不可预估的，故对线性功放的
三阶交调分量：
1 2

3 8
k3
A3
cos2w1
w2
t

cos2w2
w1 t
• 1dB压缩点三阶交调系
数
三阶交调分量电压幅度
M 3 1dB 20lg
基波电压幅度
1dB 23.75dBc

uA=（EC-UCES1） 。
ωt
VT2 ub2
ic2
RL uL
ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直流电源由电容C上充 的电尽荷管供每给管，饱u和A=导U通CE时S2的≈0电流很大，但相应的管压降很小，这样，每管的管 耗就很小，放大器的效率也就很高
uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和RL串联谐振回路调谐 在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频 率为ω的余弦波，RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。
0.5fβ fβ 0.2fT fT
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1 高频功率放大器的动态特性
1、 放大区动态特性方程 当放大器工作在谐振状态时，其外部电路电压方程为：
若设： ub Ubm cost
ic
由上两式消除cos t 可得：
uBE
U BB
Ubm
EC uce U cm
又利用晶体管的内部特性关系式（折线方程）：
Icmax
ic
ic1
ic2 ic3
Ico
ωt
θc
θc
其中各系数分别为：
1
I co 2
icd (t )
I cmax
sinc c cosc ) 1 cosc
I cmax 0
c
1
I cm1 2
c c
ic
costd(t )
1
I cmax (
c
sin c cos c 1 cos c
(4)不能用线性模型电路分析，一般采用图解法分析和折线法
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功率放大器按工作状态分类：
A（甲）类：导通角为 180o

射频及微波固态功 率放大器
目录
• 引言 • 工作原理 • 设计与实现 • 性能优化 • 发展趋势与挑战 • 实际应用案例
பைடு நூலகம் 01
CATALOGUE
引言
定义与特性
定义
射频及微波固态功率放大器是一种电 子设备，用于将低功率信号放大至所 需的高功率水平，以便在无线通信、 雷达、射电天文学等领域应用。
特性
通过在放大器输入端添加一个特 性相反的失真信号，补偿放大器 自身的非线性失真，从而提高输
出信号的线性度。
负反馈技术
将放大器的输出信号反馈回输入端 ，通过负反馈降低放大器的增益， 从而减小非线性失真。
前馈技术
将一小部分输出信号直接反馈到输 入端，与原始输入信号一起进入放 大器，从而减小非线性失真。
效率优化
合理设计散热结构，使放大器在工作过程中温度保持在安全范围 内，从而提高可靠性。
元器件筛选与降额使用
对关键元器件进行筛选和降额使用，降低因元器件失效导致的可靠 性问题。
冗余设计
在关键电路中采用冗余设计，当主电路出现故障时自动切换到备份 电路，提高系统的可靠性。
05
CATALOGUE
发展趋势与挑战
技术发展前沿
具有高效率、高可靠性、高线性度、 宽频带等特性，能够满足各种复杂的 应用需求。
应用领域
01
02
03
无线通信
用于基站、移动通信设备 、卫星通信系统等，提供 稳定的信号放大功能。
雷达
用于军事和民用雷达系统 ，提高目标检测和识别能 力。
射电天文学
用于射电望远镜和天文观 测系统，增强信号接收和 数据处理能力。
贝（dB）。
带宽
表示放大器能够放大的 信号频率范围。

T1 ui
VT1
ic1 CC
EC
ub1
uA
VT2
ub2
LC ic2
RL uL
小流，电u这尽u源A样管近i负由，每似半电每管为周容管饱矩时C的和形上VT管导波充2管耗通电的饱就时压电和很的，荷导小电幅供通，流值给，放很为，V大大（uTA器，E=1管C的但U-2截CU效相ES止C率应2E≈S。0）也的V。就管T若很压2管L高降的、很直C和
管 的 静 态 特 性 曲 线 ， 但 由 于 晶 体 管 的 静 态 特 性 曲 线 与 频 率 有
关 ， 如 右 图 所 示 了 与 f 之 间 的 关 系 。 而 通 常 所 说 的 静 态 特 性
曲 线 是 指 低 频 区 ： f 0.5f
中 频 区 ：0.5ff0.2fT
βo
高频区： 0.2fTffT
14
EC 4 uDA 类和E类功率放大器简介
1. D类功率放大器的原理分EC-析2UCES
UCES
D类功率放大器有电压开关型和电流开关型两种基本
电路ic1 ，电压开关型D类功率放ωt 大器是已推广应用的电路
ub1和ub2是由ui通过变压器T1 产生ic2 的两个极性相反的输入激ωt 励 电压
uLui正半周时VT1管饱和导ω通t ， VT2管截止，电源EC对电容C充 电，电容上的电压很快充至 ωt （EC-UCES1）值，A点对地的电 压uA=（EC-UCES1） 。
输 出 功 率 大
对 高 频 功 率 放 大 器 的 一 般 要 求 同 低 频 功 放 相 同 ： 效 率 高 特点： ( 1 ) 工 作 频 率 高 ， 相 对 频 带 窄 ( 2 ) 采 用 选 频 网 络 作 为 负 载 回 路 ( 3 ) 放 大 器 一 般 工 作 在 C （ 丙 ） 类 工 作 状 态 ， 属 于 非 线 性 电 路