在探讨《RF与微波功率放大器及发射机技术——第三部分》的文件时,我们深入研究了高频电子设计中的核心组件:射频(RF)功率放大器、微波功率放大器及其在发射机架构中的应用。这份由多位专家如Frederick H. Raab、Peter Asbeck、Steve Cripps等撰写的资料,详尽地剖析了现代通信系统中功率放大器的关键作用,以及它们如何与振荡器、混频器、低电平放大器、滤波器、匹配网络、组合器和环形器等电路元件协同工作。 ### 线性架构 线性架构是传统微波发射机的核心,其典型配置包括基带或中频(IF)调制器、上变频器以及功率放大器链。功率放大器链由串联的增益级构成,每级增益范围约为6至20分贝。对于需要生成幅度调制或多载波信号的发射机,每一级都必须具备足够的线性度,这通常意味着使用A类放大器,并为所有驱动级提供充足的功率回退,以确保信号不失真。 最终级放大器(输出级)往往是最昂贵的部分,因为它涉及设备尺寸和电流消耗的最大化。因此,在大多数情况下,操作输出级为B类以提高效率是可取的。然而,在极度要求高线性的应用场景下,尽管效率较低,仍然必须采用A类放大器。 为了保持功率水平,驱动级的输出必须与后续级的输入相匹配,这一点类似于最终放大器与负载之间的匹配。保持功率所需的匹配容差可能显著低于维持增益所需的容差,因此对于功率而言,1分贝负载牵引轮廓更加紧密。 为了获得即使适度的带宽(例如,超过5%),使用正交平衡级是明智的选择。正交平衡配置的主要优点在于它能够减少传输线上反射的影响,从而提高系统的整体性能。 ### 多种发射机架构 除了传统的基于线性功率放大器和功率组合器的架构外,近年来,发射机设计采用了多种不同的架构,包括阶段旁路(Stage Bypass)、Kahn架构、包络跟踪(Envelope Tracking)、反相(Outphasing)以及多赫蒂(Doherty)架构。这些技术并非新近发明,但最近由于数字信号处理(DSP)能力的提升,它们变得更为实用。 ### 结论 《RF与微波功率放大器及发射机技术——第三部分》不仅深入分析了射频与微波功率放大器的基本原理和技术细节,还探索了它们在不同发射机架构中的应用。从线性架构到更复杂的现代设计,该资料为我们提供了理解射频与微波领域最新进展的宝贵洞见。通过这些高级技术和创新架构的结合,现代通信系统能够实现前所未有的性能,满足日益增长的数据传输需求,同时优化能效和成本效益。
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