基于阶梯阻抗变换器的宽带功率放大器设计

刘茂林,王 斌,李 冉,蓝 禹

(重庆邮电大学 光电工程学院,重庆 400065)

随着汽车电子化程度不断加深,汽车电子设备的EMC(电磁兼容)问题越来越受到重视,汽车EMC 测试也成为现在汽车出厂前必要的一项测试[1]。而功率放大器(简称功放)是汽车EMC 测试系统中最核心的器件之一,占据了该系统大部分成本,可为测试系统提供足够大的功率来产生较大的标准测试场强,其性能好坏将直接影响到汽车EMC 测试的效果。随着汽车EMC 测试系统测试标准的提高,测试项目的增加和散热需求的提升,就要求功放覆盖更宽的频带,拥有更高的效率,具有良好的增益平坦度,即对功放在带宽、效率和增益平坦度等方面的设计提出了更高的要求[2]。因此,汽车EMC 测试的功放正朝着宽频带、高效率、高增益平坦度等方向不断发展,并且宽带高效率功率放大器的设计也成为近年来功放研究的热点之一[3]。

目前,在功放的宽频带、高效率等研究方向上,国内外的研究者提出了多种技术方案,在带宽扩展方面,学者们通过使用低/带通滤波结构[4]、负反馈结构[5]、实频技术[6]、连续类功率放大器[7]等技术方式来实现功率放大器的宽带化;在效率提高方面,学者们采用Doherty 功率放大器[8]、逆F 类功率放大器[9]、连续类功率放大器[10]等技术手段来改善功率放大器的效率。同时,一般来说,功放的带宽和效率是一对矛盾的变量,对于要求功放宽带和高效的场景来说,选择合适的匹配网络,平衡带宽和效率性能就是功放设计的难点。……