[发明专利]提高射频功率放大器效率的方法及射频功率放大器电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高射频功率放大器效率的方法。本发明还涉及一种射频功率放大器电路。

背景技术

在现代无线通信系统中，射频功率放大器是实现射频信号无线传输的关键部件。功率附加效率(Power-Added Efficiency，PAE，本发明所述效率均为功率附加效率)是衡量功率放大器性能的重要指标之一，其定义为输出功率P_out与输入功率P_in的差与电源供给的功率P_dc之比，即PAE=Pout-PinPdc]]>。它既放映射频功率放大器将直流功率转换成射频功率的能力，又能反映射频功率放大器放大射频功率的能力。

现有的射频功率放大器电路如图1所示，包括射频功率放大器和连接到所述射频功率放大器输出端的阻抗匹配网络，所述输出阻抗匹配网络包括两个串联连接在所述射频功率放大器输出端与所述射频功率放大器电路输出端之间的电感L2和L3，其中后一个电感的两端与地之间分别连接有一个电容，如图1中的C1和C2；所述射频功率放大器的输出端与电源端之间也连接有一个电感L1，所述射频功率放大器电路的输入端RFin1连接到所述功率放大器的输入端，所述电感L3的一端为所述射频功率放大器电路的输出端RFout。

射频功率放大器处于A类工作状态时，是线性放大器，为避免让晶体管接近饱和与截止，通常减小输出信号功率，从而使效率降低到30％～40％。射频功率放大器处于B类工作状态时，效率可到70％以上，但由于晶体管处于零偏置状态，因此在输入信号低于某一值时，晶体管不导通，即在信号周期内出现一段不工作区，使信号失真。为提高射频功率放大器的输出功率，又有较高的效率，现有的技术是使射频功率放大器处于AB类工作状态，即导通角略大于180°，其效率通常可达到40％～50％。

然而，当射频功率放大器在通信系统中工作时，考虑到热损耗以及电池工作时间两方面的因素，如何提高射频功率放大器的效率就是一个重要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高射频功率放大器效率的方法及实现这种方法的射频功率放大器电路，能够提高射频功率放大器的效率，并有效地抑制偶次谐波和奇次谐波，降低射频功率放大器的谐波失真。

为解决上述技术问题，本发明提高射频功率放大器效率的方法的技术方案是，在射频功率放大器的输出网络中加入偶次谐波低阻网络，使得射频功率放大器处于F类工作状态，从而降低射频功率放大器输出匹配网络的偶次谐波阻抗，同时提高奇次谐波阻抗，使得射频功率放大器输出端电压被整形为方波，而输出端电流整流为半波，且所述输出端电压波形与所述输出端电流波形相位相反。

本发明射频功率放大器电路的技术方案是，包括射频功率放大器和连接在该射频功率放大器输出端的输出阻抗匹配网络，所述射频功率放大器的输出端还连接有偶次谐波低阻网络，使得射频功率放大器处于F类工作状态，从而降低射频功率放大器输出匹配网络的偶次谐波阻抗，同时提高奇次谐波阻抗，使得射频功率放大器输出端电压被整形为方波，而输出端电流整流为半波，且所述输出端电压波形与所述输出端电流波形相位相反。

本发明在射频功率放大器的输出网络中加入偶次谐波低阻网络，使得射频功率放大器处于F类工作状态，明显提高射频功率放大器的效率至70％以上，并有效地抑制偶次谐波和奇次谐波，降低了射频功率放大器的谐波失真。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1为现有的射频功率放大器电路的电路图；

图2为本发明射频功率放大器电路的电路图；

图3为本发明射频功率放大器电路输出信号的波形图。

具体实施方式