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射频功率放大器在雷达、电子对抗、卫星通信和卫星导航等领域有着广泛的应用,是现代无线通信系统的关键设备,其性能好坏直接影响整个通信系统的性能。本文主要针对E类开关功放的电路理论和设计技术以及宽带功放的设计技术开展研究,主要创新点如下: 1.提出了E类功放设计的“新解”,通过对电压电流设计公式中的三个不同设计参数进行变化,以达到扩展E类功放“设计空间”的目的,这些“新解”不仅可以应用于经典E类功放设计,还可以应用于suboptimal E类功放设计。在固定直流供电电压、输出功率和并联电容时,最大工作频率和功放管导通时漏极电压斜率之间的反比例关系首次从理论上进行了验证。本文详细给出了suboptimal E类功放的设计过程,并设计了基于GaN HEMTCGH40010F的suboptimal E类功放。 2.提出了一种高效宽带功率放大器的设计方法,并基于GaN HEMT器件NPTB00004和CGH40010F设计了两个验证电路。该设计方法利用功放管输出寄生参数的等效网络,将基于连续型功放理论得到的负载阻抗转换到封装参考面上,并利用多谐波双向牵引技术对转换后的负载阻抗进行适当调整,使二次谐波负载阻抗位于高效率区以及基频负载阻抗能够获得高功率附加效率和高输出功率。谐波阻抗位于高效率区使得匹配网络的设计简化为基频匹配网络的设计,降低了对谐波阻抗匹配的难度和宽带匹配网络设计的复杂度。