RU2517283C1 - Широкополосный полигармонический генератор - Google Patents
Широкополосный полигармонический генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2517283C1 RU2517283C1 RU2012155459/08A RU2012155459A RU2517283C1 RU 2517283 C1 RU2517283 C1 RU 2517283C1 RU 2012155459/08 A RU2012155459/08 A RU 2012155459/08A RU 2012155459 A RU2012155459 A RU 2012155459A RU 2517283 C1 RU2517283 C1 RU 2517283C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- active element
- frequency band
- polyharmonic
- output
- output electrode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Широкополосный полигармонический генератор относится к области радиотехники и может быть использован в радиопередающих устройствах. Достигаемый технический результат - увеличение КПД в полосе рабочих частот. Широкополосный полигармонический генератор содержит активный элемент, выходную цепь, которая согласует активный элемент с нагрузкой, и широкополосную входную цепь, при этом параметры выходной цепи в рабочей полосе частот выбраны из заданных соотношений. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередающих устройствах.
Общим недостатком существующих полигармонических генераторов (ПГ) с высоким КПД является узкая полоса рабочих частот. Этот недостаток связан с тем, что в ПГ при перестройке рабочей частоты происходит изменение импеданса не только на основной частоте, но и на гармониках.
Известно техническое решение ПГ, содержащее активный элемент, к выходному электроду которого подключена выходная цепь, параметры которой гарантируют согласование активного элемента с нагрузкой, а между выходным электродом и общей шиной обеспечивают низкое значение импеданса на 2-й гармонике при работе генератора на центральной частоте (T.Nojima, S.Nishiki, K.Chiba, High-efficiency quasimicrowave GaAs FET Power amplifier. El.Letters, 7-th May 1987, vol.23, N10, pp.512-513). Реализация высокоэффективного режима и достижение высокого значения КПД в данном генераторе возможно в относительно узкой полосе частот, равной 3%.
Известен также ПГ, работающий при угле отсечки выходного тока, близком к 90°, содержащий активный элемент, к выходному электроду которого подключена выходная цепь, параметры которой гарантируют согласование активного элемента с нагрузкой, а между выходным электродом и общей шиной обеспечивают низкое значение импеданса на 2-й гармонике и высокое значение импеданса на 3-й гармонике при работе генератора на центральной частоте. Данный генератор имеет также узкую полосу частот, составляющую 5% (S.Toyoda, High Efficiency Amplifiers, JEEE MTT-S Digest, 1994, pp.253-256).
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является широкополосный полигармонический генератор (патент на изобретение №2210175, H03B 11/10, опубл. 10.08.2003, бюл. №22). Он содержит активный элемент, выполненный на транзисторе, к выходному электроду которого подключена выходная цепь, которая согласует активный элемент с нагрузкой, а также широкополосную входную цепь, соединенную с базой транзистора, при этом под воздействием входного сигнала транзистор формирует импульсы коллекторного тока с углом отсечки 90°. Параметры выходной цепи в рабочей полосе частот выбраны из следующих соотношений:
где |X2| - абсолютное значение реактивного сопротивления на 2-й гармонике центральной частоты рабочего диапазона;
|X3| - абсолютное значение реактивного сопротивления на 3-й гармонике центральной частоты рабочего диапазона;
Rн - активное сопротивление нагрузки.
Конструктивная реализация данного генератора в относительной полосе частот, равной 25%, имеет выходную мощность не менее 5 Вт при минимальном КПД 73%. Данное техническое решение имеет относительно невысокое значение КПД.
Предлагаемое изобретение направлено на увеличение КПД ПГ в полосе рабочих частот. Это достигается тем, что ПГ, содержащий активный элемент, к выходному электроду которого подключена выходная цепь, которая согласует активный элемент с нагрузкой, а также широкополосную входную цепь, соединенную с входом активного элемента, при этом под воздействием входного сигнала активный элемент формирует импульсы тока, угол отсечки импульсов тока активного элемента находится в пределах (100-110)°, а параметры выходной цепи в рабочей полосе частот обеспечивают между выходным электродом активного элемента и общей шиной следующие относительные значения реактивных сопротивлений на гармониках:
где |X2|, |X3| - абсолютные значения реактивного сопротивления на 2-й и 3-й гармониках соответственно;
Rн - значение активного сопротивления нагрузки на 1-й гармонике между выходным электродом активного элемента и общей шиной.
Такой выбор параметров выходной цепи создает благоприятные условия для достижения в полосе рабочих частот высокого значения КПД, превышающего значения КПД прототипа. Это происходит благодаря тому, что в предлагаемом устройстве импульсы тока активного элемента имеют упрощенную трапецеидальную форму, а форма напряжения на выходе активного элемента близка к косинусоидальным импульсам. Такие формы напряжения и тока сохраняются в рабочей полосе частот, что и определяет возможность получения высоких значений КПД.
На фиг.1 представлена схема ПГ, а на фиг.2 - частотные характеристики ПГ.
Предлагаемый ПГ содержит широкополосную входную цепь (1), соединенную с входом активного элемента (2), выход которого подключен к источнику питания через цепь развязки (3) и соединен с выходной цепью (4). Частная форма реализации выходной цепи, состоящей из элементов (5)-(15), дана на фиг.1. Параметры выходной цепи выбраны таким образом, что в рабочей полосе частот они обеспечивают согласование активного элемента с нагрузкой на 1-й гармонике, а на 2-й и 3-й гармониках импедансы между выходным электродом активного элемента и общей шиной соответствуют приведенным выше неравенствам. ПГ работает следующим образом. При упомянутом выборе импедансов в рабочей полосе частот создаются необходимые условия для получения таких форм напряжения и тока, при которых минимизируются интервалы времени, когда при наличии напряжения на выходном электроде активного элемента через него протекает ток. При этом количество тепловой энергии, рассеиваемой активным элементом на его сопротивлении насыщения в течение периода колебаний у предлагаемого устройства, значительно меньше, чем у прототипа, при одинаковой выходной мощности. Это происходит благодаря тому, что импульсы тока активного элемента в предлагаемом устройстве имеют упрощенную трапецеидальную форму, в то время как в прототипе импульсы тока близки по форме к положительным полуволнам косинусоиды. В предлагаемом ПГ полигармонический режим с высоким КПД сохраняется в относительной рабочей полосе частот, составляющей не менее 20%.
Предложенное устройство было проверено в конкретной конструктивной реализации. В качестве активного элемента использовался МДП-транзистор MRF1517NT1, номинальные значения элементов выходной цепи даны на фиг.1. Частотные характеристики (фиг.2) показывают, что в относительной полосе частот, равной 20%, ПГ имеет КПД (76-79)%. При этом среднее значение мощности составляет 6,5 Вт при неравномерности в полосе частот 0,8 дБ. Устройство, собранное согласно признакам прототипа на том же транзисторе при одинаковой средней мощности в той же полосе частот, имеет КПД от 70 до 73%.
Claims (1)
- Полигармонический генератор, содержащий активный элемент, к выходному электроду которого подключена выходная цепь, которая согласует активный элемент с нагрузкой, а также широкополосную входную цепь, соединенную с входом активного элемента, при этом под воздействием входного сигнала активный элемент формирует импульсы тока, отличающийся тем, что угол отсечки импульсов тока активного элемента находится в пределах (100-110)°, а параметры выходной цепи в рабочей полосе частот обеспечивают между выходным электродом активного элемента и общей шиной следующие относительные значения реактивных сопротивлений на гармониках
где |X2|, |X3| - абсолютные значения реактивного сопротивления на 2-й и 3-й гармониках соответственно;
Rн - значение активного сопротивления нагрузки на 1-й гармонике между выходным электродом активного элемента и общей шиной.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155459/08A RU2517283C1 (ru) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Широкополосный полигармонический генератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155459/08A RU2517283C1 (ru) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Широкополосный полигармонический генератор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2517283C1 true RU2517283C1 (ru) | 2014-05-27 |
Family
ID=50779433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012155459/08A RU2517283C1 (ru) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Широкополосный полигармонический генератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2517283C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586264C1 (ru) * | 2015-03-02 | 2016-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Широкополосный полигармонический генератор с высоким импедансом нагрузки на 2-й гармонике |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0330983A2 (de) * | 1988-03-01 | 1989-09-06 | AEG MOBILE COMMUNICATION GmbH | Spannungsgesteuerter Oszillator mit Leitungsresonator |
EP0519145A1 (en) * | 1991-06-20 | 1992-12-23 | United Technologies Corporation | Electrically tuned RF receiver, apparatus and method therefor |
US20010030583A1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-10-18 | Alps Electric Co., Ltd. | Voltage controlled oscillator for oscillating signals with high C/N ratio |
RU2210175C2 (ru) * | 2000-01-17 | 2003-08-10 | Войсковая часть 11135 | Широкополосный полигармонический генератор |
-
2012
- 2012-12-19 RU RU2012155459/08A patent/RU2517283C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0330983A2 (de) * | 1988-03-01 | 1989-09-06 | AEG MOBILE COMMUNICATION GmbH | Spannungsgesteuerter Oszillator mit Leitungsresonator |
EP0519145A1 (en) * | 1991-06-20 | 1992-12-23 | United Technologies Corporation | Electrically tuned RF receiver, apparatus and method therefor |
RU2210175C2 (ru) * | 2000-01-17 | 2003-08-10 | Войсковая часть 11135 | Широкополосный полигармонический генератор |
US20010030583A1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-10-18 | Alps Electric Co., Ltd. | Voltage controlled oscillator for oscillating signals with high C/N ratio |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586264C1 (ru) * | 2015-03-02 | 2016-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Широкополосный полигармонический генератор с высоким импедансом нагрузки на 2-й гармонике |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Moon et al. | A multimode/multiband envelope tracking transmitter with broadband saturated amplifier | |
Resca et al. | X-band GaN power amplifier for future generation SAR systems | |
Seo et al. | High-efficiency power amplifier using an active second-harmonic injection technique under optimized third-harmonic termination | |
US11552599B2 (en) | Harmonic power amplifying circuit with high efficiency and high bandwidth and radio-frequency power amplifier | |
AlMuhaisen et al. | Wide band high-efficiency power amplifier design | |
Son et al. | Broadband saturated power amplifier with harmonic control circuits | |
RU2517283C1 (ru) | Широкополосный полигармонический генератор | |
Sharma et al. | Design methodology of high-efficiency contiguous mode harmonically tuned power amplifiers | |
Merrick et al. | A novel continuous Class-F mode Power Amplifier | |
Kwon et al. | A 219-GHz fundamental oscillator with 0.5 mW peak output power and 2.08% DC-to-RF efficiency in a 65 nm CMOS | |
CN106301254A (zh) | 一种高效宽带有序的谐波匹配结构及其谐波控制方法 | |
Zhao et al. | Analysis and design of CMOS Doherty power amplifier using voltage combining method | |
CN105305963A (zh) | 一种用于基波混频的非线性传输线梳状波发生电路 | |
Zhao et al. | Optimal fundamental load modulation for class-X harmonically tuned power amplifier | |
Babapour et al. | Design of a Class F Power Amplifier With 60% Efficiency at 1800 MHz Frequency | |
RU2210175C2 (ru) | Широкополосный полигармонический генератор | |
Lan et al. | A broadband high efficiency Class-F power amplifier design using GaAs HEMT | |
Mimis et al. | Design method for harmonically-tuned, dynamic load-modulated power amplifiers | |
Garcia-Osorio et al. | A GaN class-F PA with 600 MHz bandwidth and 62.5% of PAE suitable for WiMAX frequencies | |
Yang et al. | A 1.8–2.3 GHz broadband Doherty power amplifier with a minimized impedance transformation ratio | |
RU2538346C1 (ru) | Высокочастотный ключевой усилитель мощности | |
RU2586264C1 (ru) | Широкополосный полигармонический генератор с высоким импедансом нагрузки на 2-й гармонике | |
Probst et al. | Load modulation with an adaptive matching network based on MEMS for efficiency enhancement of an inverse class-F power amplifier | |
Herceg et al. | Comparison of class C and high efficiency class E amplifiers at 435 MHz | |
Mohadeskasaei et al. | A 10 watt class-AB pulse power amplifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141220 |