Page 42 - MWJC_MayJun2018_eMag
P. 42

TechnicalFeature  技术特写



                                                                              90                    0
            Continuous Class F             Continuous Class F  α = 6/5, β = 1/5   (%)
            Quasi Inverse Class F Continuous  Quasi-Inverse  Continuous       80
            α = 6/5, β = 1/5 Continuous    Class F Continuous  α = 11/10, β = 1/10  70              –1.0  P
            α = 11/10, β = 1/10 Continuous
        Normalized Voltage and Current  3 2 1  Current  +j0.5  Z 2  +j2.0  图3:归一化输出功率和漏极效率的理论值。
                                                        Continuous
         4
                                                                             Drain E
                         y = 1
                y = –1
                                                                              60
                                                                                                    –1.5
                                                      +j1.0
                                                                                                    –0.5 out (dBm)
                                                                              50
                                                                                                    –2.0
                                                                                                 1.40
                                                                                   1.10
                                                                                             1.30
                                                                               1.0
                                                                                        1.20
                                                                                         α
                                                               Z 1
                                          j0
         0
                                                                     ∞
                                                                  Z 3
                                 360
               90
          0
                           270
                     180
                                                                          顺利工作,非零的交变电压和电流波形
                   Phase (°)
                                                                          是必不可少的。所以参数γ应从-1到1变
      图1:新型串联连续模式的归一化漏极电                                                  化,α和β之间的关系如下:
      压和电流。
         这对于实现宽带操作是十分有利                       – j0.5           –j2.0                                 (7a)
      的。                                              –j1.0
         新型串联连续模式                       图2:阻抗设计空间。                                                  (7b)
         连续逆F类模式从连续F类模式发展
      而来,在保持电压波形不变的情况下,                 和公式6所描述的。                             α和β的多种组合就映射着不同的连
      通过构造电流波形得到。这样扩展了功                                                   续模式。当α=√2和β=1/2时,可以获得
      率放大器的设计空间。然后,通过将                                                    准连续逆F类模式。当α=5/4和β=1/4时,
      (1-γsinθ)因子与漏极电压波形相乘,                                        (5)    则可以获得另外一种模式。α=11/10和
      SCM可以提供更大的灵活性。NSCM从                                                 β=1/10的电压和电流波形也对应着一种
      连续F类模式和SCM发展而来,可以同                                                       (6)  新的连续模式。α=11/10、5/4和√2的电
      时构造电压波形和电流波形,正如公式5                    值得注意的是,为了使功率放大器               压和电流波形在图1中给出。连续F类的
                                                                          电流波形也在图1中给出以作对比。
                                                                              公式8给出了归一化到R opt 的基波和
                                                                          谐波的最优阻抗。R opt =2(V ds -V knee )/I peak ,
                                                                          是B类的最优基波阻抗,对应所有的谐
                                                                          波短路的情况。
                                                                                                     (8a)
                                                                                                    (8b)
                                                                                                     (8c)

                                                                              这种新颖的设计理念提供了更加
                                                                          丰富的最优阻抗解决方案。参数α从1到
                                                                             变化,对应的基波最优阻抗归一化
                                                                          实部(Z (1f,re) )从1.28到1.81变化。图2给
                                                                          出了α=11/10、5/4和√2时的最优基波
                                                                          和谐波的阻抗。准连续逆F类模式对应
                                                                          Z (1f,re) =1.28。准连续逆F类模式和标准的
                                                                          连续F类模式之间的设计空间在于为正
                                                                          电流波形存在的高阶电流元件。
                                                                              从 公 式 5 和 公 式 6 可 以 计 算 出
                                                                          dc(P dc ),RF(P RF )以及漏极效率η的功率:

                                                                                                     (9a)

                                                                                                    (9b)


                                                                                                     (9c)
                                                                              将漏极效率和输出功率归一化到连
                                                                          续F类模式,结果在图3中给出。随着

      40                                                            Microwave Journal China  微波杂志  May/Jun 2018
   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47