Inverse class-f power amplifier using slot resonators as a harmonic filter

Ю. В. Рассохина; В. Г. Крыжановский; B. A. Коваленко; P. Colantonio; R. Giofre

doi:10.15222/TKEA2014.2-3.18

Ю. В. Рассохина Донецкий национальный университет, Донецк, Украина
В. Г. Крыжановский Донецкий национальный университет, Донецк, Украина
B. A. Коваленко Донецкий национальный университет, Донецк, Украина
P. Colantonio Римский Университет Тор Вергата, Рим, Италия
R. Giofre Римский Университет Тор Вергата, Рим, Италия

DOI: https://doi.org/10.15222/TKEA2014.2-3.18

Ключові слова: усилитель мощности, класс F, инверсный класс F (F–1), микрополосковая линия, щелевой резонатор

Анотація

Предложена и экспериментально проверена схема усилителя мощности инверсного класса F (F–1) на основе GaN-транзистора NPTB00004, работающего на частоте 1,7 ГГц. Новым при этом является использование в схеме трехслойной структуры на основе щелевых резонаторов прямоугольной формы в заземляющей плоскости микрополосковой линии передачи в качестве фильтра высших гармоник. Для контроля уровней второй и третьей гармоник в спектре выходного сигнала и одновременно для согласования с 50-омной нагрузкой на рабочей частоте усилителя используется планарная периодическая структура, состоящая из двух щелевых резонаторов различной длины. КПД по добавленной мощности экспериментального макета усилителя составил 60% при выходной мощности 3,9 Вт и коэффициенте усиления 13 дБ.

Посилання

Colantonio F., Giannini F., Limiti E. High efficiency RF and microwave solid state power amplifiers. Hoboken, NJ, Wiley, 2009.

Raab F. H. Class-F power amplifiers with maximally flat waveforms. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1997, vol. 45, N 11, pp. 2007-2012. https://doi.org/10.1109/22.644215

Raab F. H. Maximum efficiency and output of class-F power amplifiers. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 2001, vol. 49, no 6, pp. 1162-1166. https://doi.org/10.1109/22.925511

Kim J. H., Do Jo G., Oh J. H. et al. Modeling and design methodology of high-efficiency class-F and class-F-1 power amplifiers. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 2011, vol. 59, no 1, pp. 153-165.

Woo Y. I. N., Yang Y., Kim B. Analysis and experiments for high-efficiency class-F and inverse class-F power amplifiers. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 2006, vol. 54, no 5, pp. 1969-1974.

Woo Y. I. N., Yang Y., Kim I., Kim B. Efficiency comparison between highly efficient class-F and inverse class-F power amplifiers. IEEE Microwave Mag., 2007, vol. 8, no 3, pp. 100-110.

Cipriani E., Colantonio P., Giannini F., Giofrè R. Theoretical and experimental comparisons of class F vs. class F-1 PAs. Proc. of the Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC), Paris, France, 2010, pp. 428-431.

Carrubba V., Clarke A. L., Akmal M., Lees J., Benedikt J., Tasker P.J., Cripps S.C. On the extension of the continuous class-F mode power amplifier. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 2011, vol. 59, no 5, pp. 1294-1303. https://doi.org/10.1109/TMTT.2011.2117435

Dupuy A., Leong K. M. K. H., Staraj R., Jacquemod G., Itoh T. Inverse class-F power amplifier using composite right/left-handed transmission lines as a harmonic trap. Proc. of the 36th European Microwave Conference, Manchester, UK, 2006, pp. 360–363. https://doi.org/10.1109/EUMC.2006.281348

Krizhanovski V. G., Rassokhina Yu. V. The transverse resonance technique modification for analysis of slot resonators in microstrip line ground plane. Proc. of the 21th International Crimean Conference Microwave and Telecommunication Technology (CriMiCo), 2011, vol. 2, pp. 601–602.

Rassokhina Yu. V., Krizhanovski V.G. Periodic structure on the slot resonators in microstrip transmission line. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2009, vol. 57, no 7, pp. 1694–1699. https://doi.org/10.1109/TMTT.2009.2022814

Rassokhina Yu. V., Krizhanovski V. G. Analysis of coupled slot resonators of complex shape in metalization plane of a micro-strip transmission line using the transversal resonance techniques. Radioelectron. Commun. Syst., 2012, vol. 55, no 5, рр . 214-222. https://doi.org/10.3103/S0735272712050032

Krizhanovski V.G., Rassokhina Yu.V., Colantonio P. The output circuit of inverse class F power amplifier with slot resonators in the microstrip line ground plane. Proc. of the 21th International Crimean Conference Microwave and Telecommunication Technology (CriMiCo), 2011, vol. 1, pp. 141–142.

Nemati H. M., Saad P., Fager Ch., Andersson K. Highefficiency power amplifier, IEEE Microwave Magazine, 2011, vol. 12, no 1, pp. 81–84. https://doi.org/10.1109/MMM.2010.939314

Использование щелевых резонаторов для проектирования усилителя мощности с ма­ни­пу­ля­цией гармоник

Анотація

Посилання

Использование щелевых резонаторов для проектирования усилителя мощности с манипуляцией гармоник