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作为无线通信系统发射端的重要模块，射频功率放大器的效率问题是人们关注的焦点。随着一些新的业务和标准（如WiMAX，LTE等）的发展，人们对无线通信系统发射端提出了新的要求：具有更高的输出功率，效率以及增益。而作为发射端末级的功率放大器是无线通信发射机中最关键的部件之一，关系到各种通信系统的通信品质，同时它也是系统中的瓶颈部件，因为它存在着较大的能量功耗，所以业内技术人员一直在寻找降低功耗的途径。高效率功率放大器便因此应运而生。本文对F类高效率功率放大器进行了研究。
本文首先简单介绍了放大器的基本原理，然后介绍了放大器的分类以及主要技术指标。然后又详细介绍了F类放大器和逆F类放大器的基本工作原理和基本电路结构。F类放大器的实现是基于特殊的漏极电压电流波形，即漏极电压为方波，而漏极电流为半正弦波，且两者相位相差180度。F类放大器的设计关键取决于谐波控制电路。
本文的工作主要是给出了两种结构的F类放大器和一种逆F类放大器的设计。这三个放大器均由两级HFET管FP2189级联而成，在频率为2．66Hz时实现高效率高增益输出。其最大输出功率均为1瓦。第一部分是基于基本结构的F类放大器的设计与实现，在输出功率为30dBm时，其效率达到62．54％；第二部分是微带结构的F类放大器的设计与实现，在输出为30dBm时，效率达到65．41％；第三部分是微带结构的逆F类放大器的设计与实现，在输出为30dBm时，效率达到了74．05％。这三种结构均实现了高效率输出，并且都有很好的二次和三次谐波分量。