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面向功放-整流一体化设计的逆F类功率放大器
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作者 李昊东 邓雨轩 +1 位作者 郭朝阳 张浩 《空间电子技术》 2024年第3期72-78,共7页
针对微波无线功率传输对于高功率处理能力的高效整流器需求,提出一种基于高效率功率放大器的功放-整流一体化设计思路。文章首先使用型号为CG2H40010F的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT),通过谐波控制、负载牵引等方法,设计出一款工... 针对微波无线功率传输对于高功率处理能力的高效整流器需求,提出一种基于高效率功率放大器的功放-整流一体化设计思路。文章首先使用型号为CG2H40010F的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT),通过谐波控制、负载牵引等方法,设计出一款工作在2.45GHz逆F类高效率功率放大器。在高效率功率放大器的基础上基于时间反转对偶理论,通过改变逆F类功率放大器电流方向,同时结合耦合器和移相器实现了高功率容量整流电路的设计。仿真结果表明,在2.45GHz工作频率下,功率放大器的输入功率为28dBm时,功率附加效率达到76%,输出功率40dBm;整流电路的输入功率为41dBm时,RF-DC转换效率可达到79%,整流最佳效率大于80%,显示了整流器的高功率处理能力。引入了两个单刀双掷开关实现功率放大器和整流器的功能切换,文章对核心电路功率放大器进行了实物测试,测试结果与仿真重合较好,验证了功放-整流一体化设计的可行性。 展开更多
关键词 无线功率传输 时间反转对偶理论 f类功率放大器 功率容量整流电路 功放-整流一体化
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宽带F类功率放大器的设计 被引量:9
2
作者 程知群 轩雪飞 +1 位作者 刘国华 赵子明 《微波学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期55-58,共4页
提出了一款4G频段全覆盖高输出功率高效率功率放大器。设计采用的是Cree公司提供的Ga N HEMT晶体管CGH40025F。基于F类功率放大器的设计理论,通过对晶体管的输入输出端均采用谐波控制网络,并将渐变式阻抗匹配这种宽带匹配方法应用到输... 提出了一款4G频段全覆盖高输出功率高效率功率放大器。设计采用的是Cree公司提供的Ga N HEMT晶体管CGH40025F。基于F类功率放大器的设计理论,通过对晶体管的输入输出端均采用谐波控制网络,并将渐变式阻抗匹配这种宽带匹配方法应用到输入输出端的基波匹配当中。在实现二次谐波阻抗匹配至低阻抗区,三次谐波阻抗匹配至高阻抗区的同时基波阻抗被匹配至50Ω附近,从而有效提高了功率放大器的输出功率、效率和带宽。最终的测试结果表明在1.7~2.7 GHz频率范围内,漏极效率维持在62.55%~76%,输出功率在20~41W,增益在10 d B以上。仿真与实测结果基本一致。 展开更多
关键词 高效率 高输出功率 宽带 f类功率放大器 谐波控制
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L波段高效率F类功率放大器的研究与设计 被引量:5
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作者 倪春 吴先良 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1249-1252,共4页
F类射频功率放大器是一种新型高效率的放大器,理论效率可以达到100%,在移动通信领域有着广阔的发展前景。文章介绍了F类功率放大器的电路结构、工作原理,并对效率进行了分析;在L波段对电路进行了设计和试验,实测结果和仿真结果基本吻合... F类射频功率放大器是一种新型高效率的放大器,理论效率可以达到100%,在移动通信领域有着广阔的发展前景。文章介绍了F类功率放大器的电路结构、工作原理,并对效率进行了分析;在L波段对电路进行了设计和试验,实测结果和仿真结果基本吻合,验证了研究结果的一致性。 展开更多
关键词 f类功率放大器 高效率 L波段
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高效率F类功率放大器设计 被引量:1
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作者 王程 于洪喜 《现代电子技术》 2014年第9期77-79,82,共4页
F类功率放大器是一种高效率的放大器,其理论效率可以达到100%,在无线通信领域中有着广泛的应用和广阔的发展前景。简要阐述了F类放大器的基本理论,并对其效率进行了分析。设计出了带有输入输出谐波控制的高效率F类功率放大器,仿真结果... F类功率放大器是一种高效率的放大器,其理论效率可以达到100%,在无线通信领域中有着广泛的应用和广阔的发展前景。简要阐述了F类放大器的基本理论,并对其效率进行了分析。设计出了带有输入输出谐波控制的高效率F类功率放大器,仿真结果表明在工作频率1 GHz时,输出功率为38 dBm,功率附加效率为74%;输出功率和功率附加效率都优于同条件下的B类功率放大器。 展开更多
关键词 f类功率放大器 高效率放大器 负载牵引法 无线通信
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一款3.5GHz高效率F类功率放大器的研究与设计
5
作者 侯磊 冯全源 董宾 《电子技术应用》 北大核心 2009年第4期73-75,共3页
根据F类功率放大器的电路结构特点,给出用LC匹配电路设计输出端的三阶谐波抑制网络的方法,设计了一款工作频率为3.5GHz的F类功率放大器。仿真结果输出功率为37dBm,功率附加效率为68%,谐波失真得到很好抑制,效率得到提高。
关键词 f类功率放大器 谐波抑制 功率附加效率
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应用于5G通信的三频F类功率放大器设计
6
作者 王帅 安万通 +2 位作者 李晓明 刘仁创 李鑫 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2023年第6期498-502,共5页
为满足5G通信技术的多标准和多频段需求,针对如何提高多频段效率的问题,提出了一种三次谐波控制的三频功率放大器设计方法。首先基于F类功率放大器的原理设计了三频谐波控制网络,用于提高三频功率放大器效率;然后又给出了一种三频基波... 为满足5G通信技术的多标准和多频段需求,针对如何提高多频段效率的问题,提出了一种三次谐波控制的三频功率放大器设计方法。首先基于F类功率放大器的原理设计了三频谐波控制网络,用于提高三频功率放大器效率;然后又给出了一种三频基波匹配方法,用来实现任意三频的基波匹配并简化输出匹配结构;最后设计了一款高效率的三频F类功率放大器并进行测试,测试结果表明该功率放大器在1.8、2.6和3.4 GHz的漏级效率分别为74.2%、73.8%和69.0%,饱和输出功率均在40 dBm左右,增益也可达到14.5 dB。 展开更多
关键词 三频谐波控制 三频基波匹配 高效率 f类功率放大器
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应用于WLAN的高效率F类功率放大器 被引量:4
7
作者 晋石磊 周健义 +1 位作者 刘星海 张雷 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期235-238,共4页
为了提高在高速率信号传输下无线通讯发射系统中功率放大器的工作效率,提出了一种结构新颖的高效率F类功率放大器.通过计算机仿真与实验板调试相结合的方法确定了放大器的最佳漏极阻抗,根据F类放大器漏极电压和漏极电流是相位差为λ/4... 为了提高在高速率信号传输下无线通讯发射系统中功率放大器的工作效率,提出了一种结构新颖的高效率F类功率放大器.通过计算机仿真与实验板调试相结合的方法确定了放大器的最佳漏极阻抗,根据F类放大器漏极电压和漏极电流是相位差为λ/4的方波和半正弦波的特性,通过仿真软件设计和优化,设计出的谐波滤波网络在输出谐波频点有良好的滤波性能.为了降低栅源电容对输入信号造成的失真,在输入端口加入短截线,提高了放大器的漏极效率.通过测试,功率放大器工作在2.4GHz时,在2dB增益压缩点的功率附加效率为67%,输出功率为30dBm.测试结果表明,该高效率功率放大器适合应用于WLAN无线通讯发射系统. 展开更多
关键词 f类功率放大器 功率附加效率 WLAN发射系统
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一种基于锥形微带线的宽带F类功率放大器
8
作者 冯瀚 程知群 +1 位作者 刘国华 徐雷 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期38-40,44,共4页
提出了一种基于5G频段的宽带高效率F类功率放大器。分析表明锥形微带线可以有效解决矩形微带线对于带宽的限制问题,同时将锥形微带线加入谐波控制网络,可以实现在一定频率范围内将二次谐波阻抗匹配至短路点附近,三次谐波阻抗匹配至开路... 提出了一种基于5G频段的宽带高效率F类功率放大器。分析表明锥形微带线可以有效解决矩形微带线对于带宽的限制问题,同时将锥形微带线加入谐波控制网络,可以实现在一定频率范围内将二次谐波阻抗匹配至短路点附近,三次谐波阻抗匹配至开路点附近,从而有效解决了F类功率放大器带宽和效率的问题。使用锥形微带线制作的功放,实测结果表明:在2.7~3.8GHz的频带范围内,漏极效率达到63%~78%,平均输出功率达到10W以上.大信号增益达到10dB以上。在5G无线通信中,该功放可以有效地发挥其宽带高效率的特点。 展开更多
关键词 锥形微带线 宽频带 f类功率放大器
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基于π型谐波控制网络的高效功率放大器设计
9
作者 汪雅婷 杨苹 +1 位作者 王俊 白天 《现代电子技术》 北大核心 2025年第2期9-13,共5页
为了提高通信系统的工作效率,提出一种基于F类理论的π型谐波控制网络。该网络利用直流偏置电路引入二次谐波短路点,从而降低谐波控制电路的复杂度;同时,能够确保二次、三次谐波阻抗不受后续基波匹配电路的影响。为避免寄生参数对晶体... 为了提高通信系统的工作效率,提出一种基于F类理论的π型谐波控制网络。该网络利用直流偏置电路引入二次谐波短路点,从而降低谐波控制电路的复杂度;同时,能够确保二次、三次谐波阻抗不受后续基波匹配电路的影响。为避免寄生参数对晶体管芯漏极阻抗的影响,在π型谐波控制网络与晶体管之间引入L型寄生补偿电路,实现二次谐波阻抗趋近零、三次谐波阻抗趋近无穷大。为验证所设计网络的可行性,设计一款高效率F类功率放大器并进行仿真测试,结果表明在1.8~2.1 GHz工作频带内,饱和输出功率为43.21~44.84 dBm,增益为13.21~14.84 dB,功率附加效率为69.59%~73.54%。由此证明了所提出的π型谐波控制网络在高效率放大器设计中能够很好地满足各项性能指标。 展开更多
关键词 f类功率放大器 工作效率 π型谐波控制网络 谐波阻抗 L型寄生补偿电路 联合仿真
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2.65GHz双级高效、高增益F类开关功率放大器设计 被引量:3
10
作者 周鹏 王建利 邬海峰 《中兴通讯技术》 2014年第3期55-57,共3页
在F类功率放大器的基本工作原理和设计方法的基础上,采用开路枝节微带线匹配的方法实现了F类功率放大器所需要的谐波阻抗匹配,并采用GaN HEMT晶体管设计制作了应用于无线通讯领域的双级高效高增益F类功率放大器。在2.65 GHz工作频率,该... 在F类功率放大器的基本工作原理和设计方法的基础上,采用开路枝节微带线匹配的方法实现了F类功率放大器所需要的谐波阻抗匹配,并采用GaN HEMT晶体管设计制作了应用于无线通讯领域的双级高效高增益F类功率放大器。在2.65 GHz工作频率,该功率放大器具有65.69%功率附加效率(PAE)、20 dB的功率增益和10 W输出功率。该功率放大器的实测结果与电路仿真结果相吻合,证明了使用该方法设计F类功率放大器的有效性。 展开更多
关键词 f类功率放大器 双级 高效率 高增益开关功放
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一种F类宽禁带高效功率放大器的设计 被引量:1
11
作者 安士全 曹锐 《中国电子科学研究院学报》 2012年第2期174-177,共4页
F类功率放大器是一种新型高效率放大器。可用于雷达、通信和电子对抗等领域的末级功率放大器,是现代电子设备高效率、高功率和小型化功率放大器的重要途径。分析了其工作原理和设计方法,并设计了一款S波段高效F类功率放大器,输出功率大... F类功率放大器是一种新型高效率放大器。可用于雷达、通信和电子对抗等领域的末级功率放大器,是现代电子设备高效率、高功率和小型化功率放大器的重要途径。分析了其工作原理和设计方法,并设计了一款S波段高效F类功率放大器,输出功率大于10 W,实际效率达到75%,增益大约12 dB,实测结果验证了仿真设计的有效性。 展开更多
关键词 f类功率放大器 高效 宽禁带
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高效率开关F_3/E类功率放大器
12
作者 曹韬 吕立明 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期715-719,共5页
介绍了一种高效F3/E类功率放大器的设计方法,该放大器将F类功率放大器的谐波控制电路引入逆E类功率放大器的负载网络,以改善放大器性能。此电路结构提升了放大器的功率输出能力,降低了电路对功率放大器管器件漏极耐压特性的要求,增强了... 介绍了一种高效F3/E类功率放大器的设计方法,该放大器将F类功率放大器的谐波控制电路引入逆E类功率放大器的负载网络,以改善放大器性能。此电路结构提升了放大器的功率输出能力,降低了电路对功率放大器管器件漏极耐压特性的要求,增强了器件工作时的安全性。详细阐述了该放大器的设计过程,并给出了负载网络各器件的最佳设计取值方程。选用GaNHEMT器件研制了S频段F3/E类功率放大器测试电路。实测结果表明该放大器在驱动功率为27 dBm时,可获得40.3 dBm的输出功率,具有13.3 dB增益,工作效率高达78.1%,功率附加效率为75.2%。实测结果与仿真结果吻合,验证了设计方法的正确性。 展开更多
关键词 E功率放大器 f类功率放大器 高效率 GAN 谐波抑制
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L波段F类高效率载片式功率放大器设计 被引量:2
13
作者 蔡伟剑 周井玉 +2 位作者 王晨歌 王志宇 郁发新 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期51-59,共9页
为解决传统F类功率放大器受晶体管输出电容和输出电感影响,导致调谐匹配网络结构复杂的问题,提出了一种紧凑型的输出调谐匹配电路结构。通过分析基波匹配电路的阻抗特性,在谐波频率处可将其等效为一段有限的到地电抗。在设计谐波匹配电... 为解决传统F类功率放大器受晶体管输出电容和输出电感影响,导致调谐匹配网络结构复杂的问题,提出了一种紧凑型的输出调谐匹配电路结构。通过分析基波匹配电路的阻抗特性,在谐波频率处可将其等效为一段有限的到地电抗。在设计谐波匹配电路时,将该电抗元件与谐波匹配电路进行协同设计,避免引入多余的元件来消除基波匹配网络对谐波匹配网络的影响,减小了功放的整体面积。最后,仅引入一个LC串联谐振网络,实现对输出二次\\三次谐波的控制以提高输出效率。基于该电路结构,采用0.25μm GaN HEMT管芯设计了一款L波段高效率功率放大器,并且使用内匹配技术在7 mm×8 mm铜-钼-铜载片上实现。实测结果表明,在漏源电压28 V、10%占空比的脉冲输入的工作条件下,该功率放大器在1.18~1.42 GHz频带内实现饱和输出功率48.1~48.4 dBm,功率附加效率61%~63%,功率增益大于26 dB。该结构在提高效率的同时,降低了电路复杂度。 展开更多
关键词 f类功率放大器 GaN HEMT 高效率 内匹配 载片
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高效率F类对讲机功率放大器的设计与实现 被引量:1
14
作者 南敬昌 刘磊 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期295-298,共4页
研究了F类射频功率放大器的电路结构与工作原理,并设计了一个工作频段为405~415MHz、输出功率为30dBm、功率附加效率达到65%的高效率低谐波失真的F类对讲机功率放大器。为了达到设计指标,设计采用了一些特殊的方法,包括采用两级单端结... 研究了F类射频功率放大器的电路结构与工作原理,并设计了一个工作频段为405~415MHz、输出功率为30dBm、功率附加效率达到65%的高效率低谐波失真的F类对讲机功率放大器。为了达到设计指标,设计采用了一些特殊的方法,包括采用两级单端结构功率放大器结构、F类功率放大器输出匹配网络,并针对谐波失真过大进行了片外滤波器的设计,有效地滤除了谐波(各阶谐波小于-69dBc)。最后采用2μm GaAs HBT工艺F类对讲机功率放大器,经过对实际芯片的测试证明结果完全满足设计指标。 展开更多
关键词 f射频功率放大器 单端结构 输出匹配网络 谐波失真 片外滤波器
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基于SMW200A的高效射频功率放大器的测试
15
作者 张杰 《中国集成电路》 2017年第6期65-67,共3页
作为发射机末端重要的部件之一,射频功率放大器消耗了发射机大部分功率。特别是在高通信速率,高峰均比WCDMA信号的情况下,为满足一定信号的质量,功率放大器通常工作在功率回退区域,其效率更低,消耗的功率更多。因此,提高功率放大器的效... 作为发射机末端重要的部件之一,射频功率放大器消耗了发射机大部分功率。特别是在高通信速率,高峰均比WCDMA信号的情况下,为满足一定信号的质量,功率放大器通常工作在功率回退区域,其效率更低,消耗的功率更多。因此,提高功率放大器的效率,不仅有利于提高整机的效率,降低功耗,而且保护环境,实现可持续的发展。本文介绍了利用R&S公司的双通道SMW200A高端矢量信号源直接产生WCDMA信号,测试逆F类Doherty功率放大器的性能。 展开更多
关键词 f类功率放大器 WCDMA信号 SMW200A DOHERTY
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一种适用于无线能量传输的高效放大器 被引量:2
16
作者 龚利鸣 董士伟 董亚洲 《空间电子技术》 2013年第3期24-27,共4页
为了提高无线能量传输(WPT)系统中功率放大器的工作效率,文章提出一种新型高效率逆F类功率放大器。通过理论分析说明了F类、逆F类功率放大器高效的原因在于谐波控制,而导通电阻的存在使得逆F类功率放大器效率高于F类放大器,然后阐述了逆... 为了提高无线能量传输(WPT)系统中功率放大器的工作效率,文章提出一种新型高效率逆F类功率放大器。通过理论分析说明了F类、逆F类功率放大器高效的原因在于谐波控制,而导通电阻的存在使得逆F类功率放大器效率高于F类放大器,然后阐述了逆F类功放的实现方法,最后采用GaN晶体管CGH40010F大信号模型仿真验证了逆F类功率放大器的高效率特性。 展开更多
关键词 无线能量传输 f类功率放大器 高效率 谐波控制
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逆F类功放数字预失真改进算法 被引量:1
17
作者 郭雅琴 叶焱 +2 位作者 刘太君 林颢 王洋 《无线电通信技术》 2014年第5期61-64,共4页
针对逆F类射频功率放大器高效率实现带来的严重的非线性失真,提出基于幅度索引的查找表(LUT)模型数字预失真改进算法,以获得具有高线性和高效率的逆F类射频放大系统。由于逆F类功放复杂的特性曲线,传统LUT数字预失真算法已经不能很好地... 针对逆F类射频功率放大器高效率实现带来的严重的非线性失真,提出基于幅度索引的查找表(LUT)模型数字预失真改进算法,以获得具有高线性和高效率的逆F类射频放大系统。由于逆F类功放复杂的特性曲线,传统LUT数字预失真算法已经不能很好地拟合功放模型,为此采用非均匀取点拟合,并且结合多项式、EWMA和平滑等曲线拟合方法。实验结果表明:运用该方法,使3载波WCDMA信号施加到中心频率为930 MHz的逆F类功率放大器后的非线性失真现象明显改善。 展开更多
关键词 查找表 f类功率放大器 数字预失真 曲线拟合
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基于Wi-Fi6频段双频F类功放的设计 被引量:1
18
作者 林亮 伊浩然 罗敬原 《无线通信技术》 2023年第1期9-14,共6页
射频多频系统的应用越来越广泛,而功率放大器作为射频发射系统前端的关键部分,其效率和性能一直是设计的重点。本文设计了一种基于Wi-Fi6频段的高效率双频F类功率放大器。通过设计的双频谐波控制网络来精确的控制两个频率的二次和三次谐... 射频多频系统的应用越来越广泛,而功率放大器作为射频发射系统前端的关键部分,其效率和性能一直是设计的重点。本文设计了一种基于Wi-Fi6频段的高效率双频F类功率放大器。通过设计的双频谐波控制网络来精确的控制两个频率的二次和三次谐波,ADS中版图仿真结果显示该双频F类功放在2.4GHz-2.49GHz时,功率附加效率(Power added efficiency,PAE)超过67%,增益大于13dB,在5.725GHz-5.875GHz时,PAE维持在49%-52%,增益大于10.4dB,并且在两个频率的二次谐波和三次谐波都得了有效的抑制,满足射频前端发射机的性能要求。 展开更多
关键词 双频 高效率 f类功率放大器 双频谐波控制
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F类功放天线一体化研究
19
作者 刘庆 刘太君 贺旺 《无线通信技术》 2021年第2期6-11,共6页
为了提高射频前端电路的效率和减少电路尺寸,本文提出了功放天线一体化设计方法。这种设计方法直接将功率放大器与天线集成,而无需任何的匹配电路,在不影响效率和输出功率的情况下,有效减少射频前端的损耗和电路尺寸。基于功放天线一体... 为了提高射频前端电路的效率和减少电路尺寸,本文提出了功放天线一体化设计方法。这种设计方法直接将功率放大器与天线集成,而无需任何的匹配电路,在不影响效率和输出功率的情况下,有效减少射频前端的损耗和电路尺寸。基于功放天线一体化设计方法,设计了工作在2.45 GHz的F类功率放大器和贴片天线,通过对比一体化设计与独立设计,测试结果表明在工作频率下的一体化设计比独立设计的附加效率(power added efficiency, PAE)提高了9.2%,电路尺寸减少了43.5%。 展开更多
关键词 f类功率放大器 贴片天线 一体化 电路尺寸
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射频等离子体光源高效固态功率源的设计
20
作者 贾华 单家芳 +1 位作者 刘甫坤 宦维定 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期91-96,共6页
针对射频等离子体光源(LEP)开发了一种较高抗负载失配能力的高效驱动功率源。采用三次谐波开路和偶次谐波短路,并利用集总参数和分布参数相结合的拓扑结构,实现了谐波控制的高效F类功率放大器;利用单片机控制固态源的工作频率,使其与光... 针对射频等离子体光源(LEP)开发了一种较高抗负载失配能力的高效驱动功率源。采用三次谐波开路和偶次谐波短路,并利用集总参数和分布参数相结合的拓扑结构,实现了谐波控制的高效F类功率放大器;利用单片机控制固态源的工作频率,使其与光源谐振频率的变化一致,减小功放输出的驻波比,提高长期可靠性。对高效固态功率源进行连续波满功率测试和等离子体光源的匹配性测试。结果表明,末级F类功放在435~445MHz频段内输出功率大于200W,漏极效率80.7%以上,功率源在等离子体光源工作频段内整体效率为77.5%;与等离子体光源谐振器的联合热测试中,系统光效为86.21m·W^(-1)。 展开更多
关键词 等离子体光源 固态功率放大器 f类功率放大器 谐振腔 谐波控制
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