浅议射频功率放大器的研究

浅议射频功率放大器的研究

随着现代通信技术的发展，发送设备系统在现代通信系统中地位十分突出，同时对于发送设备系统中射频功率放大器是极为重要的部件，因此加强对射频功率放大器的研究对于提高其综合性能以及融合现代通信技术都十分重要。研究射频功率放大器就要从最基本的概念、类别划分以及主要技术指标开始。文章主要對射频功率放大器的基本概念、射频功率放大器的分类以及射频功率放大器的主要技术指标做了简单阐述，可以对研究射频功率放大器的单位及科研人员提供一些借鉴。

标签：射频放大器；基本概念；类别；技术指标

前言

在发送设备系统中射频功率放大器是极为重要的组成器件，其主要是针对输出功率、功耗、效率、激励电平、失真以及尺寸和重量等相关因素做出综合考虑的一种电子电路。输出功率以及效率是衡量射频功率放大器的主要指标，在此基础上对于输出的谐波分量要尽可能的小，进而避免产生对其他频道的干扰。此外射频功率放大器在发射系统的应用中，其输出功率范围一般较大，可以从mW 到kW之间。因此对射频功率放大器进行研究，并实现射频大功率输出，把握关键环节，实现高效的能量传输，对于发送系统意义十分重大。

1 射频功率放大器的分类

由于射频功率放大器频带相对于较窄工作频率较高，因此其负载回路一般均采用选频网络。对于射频功率放大器的分类可以按照电流导通角进行分类，当其放大器的电流导通角为360°时，将该种射频功率放大器成为甲类工作状态也可成为A类，该类放大器适合于将低功率小信号进行放大；当其放大器的电流导通角为180°时将该种射频功率放大器成为乙类工作状态也可成为B类，该类放大器适合于大功率工作状态；当其放大器的电流导通角小于180°时我们将该种射频功率放大器成为丙类工作状态也可成为C类，该类放大器与乙类相同，均适合于大功率工作状态，只不过丙类工作状态的效率和输出状态相对更大。因此大多数射频功率放大器都工作在丙类状态，但由于丙类工作状态的放大器有一明显的缺点就是能够使得电流波形过大失真，因此为了避免过度失真，一般采用调谐回路将负载谐振功率放大，这是因为调谐回路具备滤波功能，进而使得电流波形接近于正弦状态，进而最大程度减小失真。除此之外为了得到更大的功率放大以及效率，还有丁类工作状态放大器以及戊类工作状态放大器，按照英文也可成为D类和E类。

2 射频功率放大器的主要技术指标

2.1 输出功率

对于射频功率放大器来说其功率严格意义上分为最大瞬间输出功率和标准输出功率，我们常说的输出功率其实就是标准输出功率也是额定输出功率，其实质就是射频功率放大器能够以长时间安全工作且谐波失真能够在标准范围内的输出功率最大值，而最大瞬间输出功率指的是在不受信号损坏的条件下射频功率放大器能够承受的最大峰值输出功率。射频功率放大器在发射系统的实际应用中，其末级输出功率的范围空间相当大，因此为了实现输出大功率，一般在其前级单路上设有足够大的激励功率电平，这样也就有了多级放大环节。对于射频功率放大器输出功率指标的掌握，主要是因为其要与工作频率以及用途相结合，进而选取FET、晶体管、射频功率集成电路还是电子管作为其使用元件。就目前射频功率放大器的技术发展而言，对于较高输出功率的射频功率放大器多选用电子管，其他输出功率等级的可以考虑FET和晶体管。

2.2 传输增益

传输增益就是指射频功率放大器输出功率与输入功率的比值，用单位分贝dB来表示。由于射频功率放大器的传输增益是可以随着输入信号的变化而变化的，因此射频功率放大器的传输增益是衡量射频功率放大器品质及性能好坏的一项重要指标。当其传输增益的分贝值越小，说明其频率的相应曲线更加趋于平坦，其信号失真也就越小，信号的再现能力与还原能力就越强。因此该指标为我们选取射频功率放大器提供了重要依据。

2.3 线性

线性其实就是指射频功率放大器的线性度，其指标包括1dB压缩点、IP3（三阶互调截点）、邻道功率比以及谐波等。其中邻道功率比就是用来衡量射频功率放大器非线性频谱再生造成对邻道的干扰程度。射频功率放大器一般采用非线性放大器，这是因为非线性放大器在效率指标上高于线性放大器。从频谱角度上衡量，非线性放大器的输出信号可以产生新的频率分量，进而使得其干扰了有用信号使信号，频谱变大频带展宽。从时域角度上衡量，由于非线性放大器的传输增益因素影响，使得其波形失真出现频谱再生现象，此外还存在相位变化影响。而这些诸多影响对于移动通信设备的性能和功能都极为重要，因此研究这些因素的影响范围以及应对措施，对于射频功率放大器的实际应用具有十分重要的意义。

2.4 效率与杂散输出

对于射频功率放大器而言，效率也是一项极为重要的技术指标，因为其直接影响通信设备的综合效率。我们通常采用PAE（功率增加效率）以及nc（集电极效率）等方法来衡量该项指标。杂散输出与噪声会在当接收机和发射机采用不同频带工作时产生于接收机频带内，进而对其它邻道形成干扰。为此必须采取一定的措施限制射频功率放大器频带以外的寄生输出，进而减少信号干扰。

3 结束语

综上所述，射频功率放大器是现代发送设备系统当中极为重要的组成器件。

对射频功率放大器进行研究，实现射频大功率输出，掌握和提高射频功率放大器的技术指标，实现高效的能量传输，对于发送系统意义十分重大。射频功率放大器的分类按照电流导通角分为A、B、C、D、E即甲、乙、丙、丁、戊等五类，不同类别的放大器，其应用场合不同。射频功率放大器的主要技术指标包括：输出功率、传输增益、线性以及效率与杂散输出等。为了能够更好的应用射频功率放大器提高其综合性能，我们就必须要掌握其最基本的类别划分以及技术指标的研究，进而找到提升办法。

参考文献

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