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第1章 绪论1

1.1 现代数字通信体制的特点1

1.1.1 功率放大器在无线通信系统中的地位1

1.1.2 功率放大器波形质量的测量4

1.1.3 功率效率的测量11

1.1.4 功率放大器线性化技术和效率提高技术12

1.2 射频与微波固体功率放大器的特点15

1.3 射频和微波功率放大器的分析方法综述17

1.3.1 线性近似化理论17

1.3.2 弱非线性器件的分析方法17

1.3.3 强非线性效应下的近似分析方法18

1.3.4 计算机辅助设计（CAD）和非线性器件模型19

1.3.5 负载牵引设计方法20

1.4 射频和微波固体功率放大器中的新颖技术20

1.4.1 功率放大器的线性化技术20

1.4.2 效率及线性化增强技术20

第2章 射频和微波晶体管功率放大器基础21

2.1 射频和微波功率晶体管的直流参数和功能参数21

2.1.1 直流参数21

2.1.2 极限参数和热特性24

2.1.3 功率晶体管的功能特性26

2.1.4 低功率晶体管的功能特性28

2.1.5 线性模块的功能特性29

2.1.6 功率模块的功能特性30

2.2 射频和微波晶体管应用基础31

2.2.1 低功率晶体管的选择32

2.2.2 高功率晶体管的选择32

2.2.3 晶体管选择时的带宽考虑32

2.2.4 MOSFET与双极晶体管的选择34

2.2.5 选择功率晶体管的其他考虑因素35

2.3 FET和双极晶体管的参数与电路比较36

2.3.1 晶体管类型36

2.3.2 参数的比较37

2.3.3 电路组态39

2.4 影响功率放大器设计的其他因素43

2.4.1 工作类别43

2.4.2 调制类型44

2.4.3 线性工作偏置的考虑46

2.4.4 脉冲模式工作的晶体管51

2.5 LDMOS功率晶体管及其应用52

2.5.1 LDMOSFET与垂直MOSFET的比较52

2.5.2 LDMOS器件设计53

2.5.3 LDMOS的特性54

2.5.4 FET的一些近似设计考虑57

2.5.5 LDMOS晶体管在现代移动蜂窝技术中的应用58

2.5.6 射频功率放大器的特性60

2.5.7 线性度考虑61

2.5.8 W-CDMA功率放大器设计实例63

2.5.9 CDMA放大器设计和优化的电路技术65

2.5.10 LDMOS晶体管的模型67

2.6 射频和微波功率放大器的附加电路70

2.6.1 固体功率放大器的VSWR保护70

2.6.2 功率放大器负载失配量的在线测试电路72

2.6.3 输出滤波73

2.7 宽带阻抗匹配的基本概念79

2.7.1 宽带电路介绍79

2.7.2 传统的RF变压器阻抗变换器81

2.7.3 绞线RF变压器阻抗变换器84

2.7.4 传输线RF变压器阻抗变换器87

2.7.5 等延迟传输线RF变压器阻抗变换器89

2.8 射频和微波功率放大器的总体设计思想91

2.8.1 单端、平衡（并联）和推挽功率放大器91

2.8.2 单端RF功率放大器设计思想91

2.8.3 双极晶体管并联功率放大器93

2.8.4 MOSFET晶体管并联功率放大器95

2.8.5 推挽功率放大器95

2.8.6 功率晶体管的阻抗和放大器的匹配网络97

2.8.7 功率放大器系统的级间匹配电路101

2.8.8 单级设计实例103

2.9 计算机辅助设计程序112

2.9.1 概况112

2.9.2 Motorola阻抗匹配程序的内部118

第3章 射频和微波功率放大器的结构技术及可靠性技术119

3.1 RF功率晶体管的封装类型119

3.2 封装对发射极／源极阻抗的影响122

3.3 射频和微波功率放大器印制电路板的布局124

3.4 射频和微波元器件安排128

3.4.1 高功率晶体管的安装128

3.4.2 低功率晶体管的安装131

3.4.3 射频功率模块的安装131

3.5 射频和微波功率放大器的可靠性考虑132

3.5.1 芯片温度及其对可靠性的影响132

3.5.2 其他可靠性考虑136

第4章 线性功率放大器的设计和功率放大器的线性化技术139

4.1 非线性电路基本概念与定义139

4.1.1 线性与非线性139

4.1.2 频率的产生141

4.1.3 非线性现象141

4.1.4 放大器中的非线性现象142

4.2 线性晶体管功率放大器的设计157

4.2.1 A类放大器和线性放大157

4.2.2 增益匹配和功率匹配162

4.2.3 负载牵引测量163

4.2.4 商用负载牵引测量设备164

4.2.5 负载线理论165

4.2.6 封装效应和负载牵引理论169

4.2.7 用CAD程序作负载牵引等功率线171

4.2.8 A类功率放大器设计的实际例子171

4.2.9 总结174

4.3 功率放大器的线性化技术175

4.3.1 负反馈线性化技术176

4.3.2 预失真技术188

4.3.3 前馈技术199

第5章 高效率射频和微波固体功率放大器设计212

5.1 功率放大器减小导通角的波形分析212

5.2 功率放大器输出端口215

5.3 减小导通角工作模式分析217

5.3.1 A类工作条件217

5.3.2 AB类工作条件218

5.3.3 B类工作状态218

5.3.4 C类工作状态219

5.3.5 晶体管的开启（膝）电压的影响220

5.3.6 功率转移特性和线性度221

5.3.7 对输入驱动的要求223

5.3.8 本节小结226

5.4 降低导通角高效率功率放大器的匹配网络的设计227

5.4.1 低通匹配网络227

5.4.2 传输线网络232

5.4.3 谐波短路234

5.4.4 普通的MESFET晶体管236

5.4.5 850MHz 2W B类功率放大器设计实例237

5.4.6 π形功率匹配网络241

5.4.7 功率放大器中的π形匹配网络设计和分析242

5.4.8 使用负载牵引法的网络设计和分析246

5.5 射频和微波功率放大器中的过驱动和限制效应247

5.5.1 过驱动A类功率放大器248

5.5.2 过驱动减小导通角模式的功率放大器251

5.5.3 正弦波的矩形化：F类和D类工作状态254

5.5.4 实际的F类功率放大器258

5.5.5 具有谐波短路的过驱动功率放大器262

5.6 射频应用的开关模式放大器263

5.6.1 简单的（射频应用）开关模式放大器264

5.6.2 调谐开关模功率放大器267

5.6.3 开关模D类功率放大器268

5.6.4 开关模E类功率放大器270

第6章 射频和微波功率放大器的电路技术282

6.1 推挽放大器282

6.2 平衡功率放大器288

6.3 射频和微波功率放大器中的频率补偿和负反馈294

6.3.1 频率补偿294

6.3.2 负反馈296

第7章 功率合成与分配技术300

7.1 概述300

7.1.1 合成概念的演变301

7.1.2 合成的基本原理301

7.1.3 合成的网络特性302

7.2 功率合成器／分配器的类型305

7.2.1 谐振和非谐振腔体合成器／分配器306

7.2.2 非谐振的N路合成器308

7.2.3 空间功率合成器314

7.3 功率合成器／分配器的分析方法318

7.3.1 传输线合成器的分析319

7.3.2 平面二维功率合成结构的分析319

7.3.3 波导和腔体合成器的分析320

7.3.4 空间功率合成结构的分析321

7.4 常规功率合成与分配技术322

7.4.1 Wilkinson功率合成器／分配器322

7.4.2 耦合线定向耦合器328

7.4.3 微波混合桥333

7.4.4 同轴电缆变换器和合成器339

7.4.5 平行耦合线（双绞线）及同轴线阻抗变换器和平衡-不平衡变换器344

7.5 新型功率合成与分配技术352

7.5.1 基于DGS结构的不等分功率合成技术352

7.5.2 基于多层结构的小型化超宽带合成技术355

7.5.3 任意双频段功率合成与分配技术359

7.6 波导空间功率合成技术362

7.6.1 概述362

7.6.2 扩展同轴波导内空间功率合成技术363

7.6.3 径向波导空间功率合成技术368

7.6.4 基片集成波导空间功率合成技术370

7.7 大功率合成技术简介375

7.7.1 传输线的功率容量375

7.7.2 大功率合成器的设计实例376

7.8 小结377

第8章 射频和微波功率放大器中的记忆效应和失真378

8.1 介绍378

8.1.1 本章的目的378

8.1.2 线性化和记忆效应378

8.1.3 本章的主要内容379

8.2 电路理论和方法381

8.2.1 电系统的分类381

8.2.2 非线性系统中的频谱计算386

8.2.3 无记忆非线性系统中的频谱再生387

8.2.4 非线性效应与信号带宽的关系389

8.2.5 非线性系统分析390

8.2.6 小结396

8.2.7 需记住的要点397

8.3 射频功率放大器中的记忆效应398

8.3.1 效率398

8.3.2 线性化399

8.3.3 电记忆效应402

8.3.4 热记忆效应404

8.3.5 幅度域效应406

8.3.6 总结410

8.3.7 记忆要点411

8.4 Volterra模型411

8.4.1 非线性建模411

8.4.2 非线性I—V和Q—V特性414

8.4.3 共射BJT/HBT模型419

8.4.4 在BJT共射放大器中的IM3425

8.4.5 MESFET建模及分析433

8.4.6 小结436

8.4.7 记忆要点437

8.5 Volterra模型的特性描述438

8.5.1 拟合多项式模型438

8.5.2 自热效应440

8.5.3 直流I—V特性443

8.5.4 交流特性描述步骤445

8.5.5 脉冲S参数测量445

8.5.6 封装效应的去除447

8.5.7 小信号参数的计算450

8.5.8 拟合法交流测量451

8.5.9 1W BJT的非线性模型453

8.5.10 1W MESFET的非线性模型455

8.5.11 30W LDMOS的非线性模型458

8.5.12 小结460

8.5.13 记忆要点461

8.6 仿真及测量记忆效应462

8.6.1 仿真记忆效应462

8.6.2 记忆效应的测量467

8.6.3 记忆效应与线性化471

8.6.4 小结472

8.6.5 记忆要点473

8.7 记忆效应的抵消473

8.7.1 包络滤波法474

8.7.2 阻抗优化476

8.7.3 包络注入481

8.7.4 小结487

8.7.5 记忆要点488

第9章 异相射频与微波功率放大器489

9.1 异相微波功率放大器介绍489

9.1.1 从历史角度来看异相放大器489

9.1.2 异相放大理论的介绍490

9.2 反相功率放大系统的线性性能492

9.2.1 介绍492

9.2.2 数字调制技术492

9.2.3 数字数据的基带滤波496

9.2.4 异相放大器信号分量的分离501

9.2.5 路径不均衡及其对线性度的影响506

9.2.6 正交调制器误差对线性度的影响510

9.2.7 SCS量化误差对于异相系统的影响514

9.2.8 重构滤波器和DSP抽样率对线性度的影响516

9.2.9 总结518

9.3 异相放大器中降低路径失配的技术518

9.3.1 简介518

9.3.2 数据传输中路径失配误差的校正方案526

9.3.3 宽带应用中的失配校正方法534

9.3.4 VCO驱动合成535

9.4 异相功率放大器中的功率合成及效率增强技术542

9.4.1 介绍542

9.4.2 异相放大器中的功率合成技术542

9.4.3 异相系统的放大器选择545

9.4.4 利用A、B、C类放大器设计异相放大器546

9.4.5 Chireix功率合成技术549

9.4.6 开关模式放大器（D类和E类）的功率合成器的设计551

9.4.7 在异相功率放大器中使用有损耗的功率合成器558

9.4.8 输出功率的概率分布及其对效率带来的影响559

9.4.9 异相放大器中的功率回收561

9.5 混合型功率合成器输出的资用功率574

9.6 任意二极管模型的回收效率和电压驻波比574

第10章 通信系统中的功率放大器576

10.1 Kahn包络分离和恢复技术576

10.2 包络跟踪579

10.3 异相功率放大器582

10.4 Doherty功率放大器方案586

10.5 开关模和双途径功率放大器592

10.6 前馈线性化技术597

10.7 预失真线性化技术599

10.8 手持机应用的单片CMOS和HBT功率放大器602

附录610

附录A Volterra分析基础610

附录B 截断误差612

附录C 平方非线性级联时IM3的公式614

附录D 测量系统的有关问题620

参考文献622