射頻功率放大器(RF PA)是發射系統中的(de)主要部(bù)分
,其重要性不言而(ér)喻
。在發射機的(de)前級電路中
,調制振蕩電路所產生(shēng)的(de)射頻信號功率很小 ,需要經過一系列的(de)放大(緩衝級
、中間放大級
、末(mò)級功率放大級)獲得足夠的(de)射頻功率以後
,才能(néng)饋送到天線上(shàng)輻射出(chū)去(qù)
。為(wéi)了獲得足夠大的(de)射頻輸出(chū)功率
,必須採用射頻功率放大器
。 在調制器產生(shēng)射頻信號後
,射頻已(yǐ)調信號就(jiù)由RF PA將它放大到足夠功率
,經匹配網絡
,再由天線發射出(chū)去(qù)
。
將輸入的(de)內容加(jiā)以放大並輸出(chū)
。輸入和輸出(chū)的(de)內容
,我們稱之為(wéi)“信號”
,往往表示為(wéi)電壓或(huò)功率
。對於放大器這樣(yàng)一個“系統”來說
,它的(de)“貢獻”就(jiù)是將其所“吸收”的(de)東西提升一定的(de)水平
,並向(xiàng)外界“輸出(chū)”
。
如果(guǒ)放大器能(néng)夠有(yǒu)好的(de)性能(néng)
,那麼它就(jiù)可(kě)以貢獻更多
,這才體現出(chū)它自(zì)身(shēn)的(de)“價值”
。如果(guǒ)放大器存在著一定的(de)問題(tí)
,那麼在開(kāi)始工(gōng)作或(huò)者工(gōng)作了一段時間之後
,不但不能(néng)再提供任何“貢獻”
,反(fǎn)而(ér)有(yǒu)可(kě)能(néng)出(chū)現一些不期然(rán)的(de)“震蕩”
,這種“震蕩”對於外界還是放大器自(zì)身(shēn)
,都是災難性的(de)
。
射頻功率放大器的(de)主要技術指標是輸出(chū)功率與效率
,如何提高輸出(chū)功率和效率
,是射頻功率放大器設計目標的(de)核心
。通(tōng)常在射頻功率放大器中
,可(kě)以用LC諧振迴路選出(chū)基頻或(huò)某次諧波
,實現不失真放大
。除此之外
,輸出(chū)中的(de)諧波分量(liàng)還應該盡可(kě)能(néng)地小
,以避免(miǎn)對其他頻道產生(shēng)干擾 。
根據工(gōng)作狀態的(de)不同
,射頻功率放大器分類如下
:
傳統線性功率放大器的(de)工(gōng)作頻率很高
,但相對頻帶較窄
,射頻功率放大器一般都採用選頻網絡作為(wéi)負載迴路
。射頻功率放大器可(kě)以按(àn)照電流導通(tōng)角的(de)不同
,分為(wéi)甲(A)
、乙(B)
、丙(C)三(sān)類工(gōng)作狀態
。
甲類放大器電流的(de)導通(tōng)角為(wéi)360°
,適(shì)用於小信號低功率放大
,乙類放大器電流的(de)導通(tōng)角等於180°
,丙類放大器電流的(de)導通(tōng)角則小於180°
。乙類和丙類都適(shì)用於大功率工(gōng)作狀態
,丙類工(gōng)作狀態的(de)輸出(chū)功率和效率是三(sān)種工(gōng)作狀態中最高的(de)
。射頻功率放大器大多工(gōng)作於丙類
,但丙類放大器的(de)電流波形失真太大
,只能(néng)用於採用調諧迴路作為(wéi)負載諧振功率放大
。由於調諧迴路具有(yǒu)濾波能(néng)力
,迴路電流與電壓仍然(rán)接近於正弦波形
,失真很小
。
開(kāi)關型功率放大器(Switching Mode PA
,SMPA)
,使(shǐ)電子器件工(gōng)作於開(kāi)關狀態
,常見的(de)有(yǒu)丁(D)類放大器和戊(E)類放大器
,丁類放大器的(de)效率高於丙類放大器
。SMPA將有(yǒu)源晶體管驅動(dòng)為(wéi)開(kāi)關模式
,晶體管的(de)工(gōng)作狀態要麼是開(kāi)
,要麼是關
,其電壓和電流的(de)時域波形不存在交疊現象
,所以是直(zhí)流功耗為(wéi)零
,理想的(de)效率能(néng)達到100%
。