曹 锐， 安士全

（中国电子科技集团公司 第三十八研究所，安徽 合肥 230088）

0 引言

功率放大器是雷达、通信、电子对抗等系统的关键器件之一［1－2］。现代雷达等通讯系统在低耗、高效和小型化等方面的快速发展，对功放效率提出了更高的要求。E类放大器由于采用开关工作模式，理论效率可达100%，因此其在高效功放中的应用得到了广泛的关注［3－5］。宽禁带半导体器件因其高功率密度、高效率和抗辐射等优点成为研究的热点［6－8］，并成为提高功放效率的重要器件。研究结果表明，采用宽禁带器件的E类功率放大器的功率附加效率可以达到70%以上［9］。但是，目前存在的谐波功率流失和高阶谐波缺乏有效收集等问题，成为限制功放效率进一步提高的主要原因之一。

本文结合E类开关模式和宽禁带功率器件的特点，基于级联系统功率放大器的应用环境，分析了谐振电路的特点，首次提出在输入匹配电路中加入谐振单元的改进方法，较好地提高了谐波的利用效率，从而有效提高了功率附加效率。通过仿真优化设计和实际电路测试，改进型E类功率放大器的功率附加效率达到了79.6%，在同类功率放大器设计中处于先进水平，验证了改进电路的先进性。

1 原理与方法

1.1 E类放大器的工作原理

文献［10］最早提出E类功率放大器，图1所示为理想E类功率放大器的原理图［11］，包括一个开关S、偏置电压电感Lb、场效应管结电容和外接电容之和Cs、调谐电路L－C及负载电阻RL。

图1 理想E类功率放大器原理图