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摘要：本发明公开了一种基于发夹式微带带通滤波器的F类功率放大器及设计方法，包括输入匹配网络、栅极偏置网络、晶体管、谐波控制网络、漏极偏置网络、发夹式微带带通滤波器。相对于现有技术，本发明中提出的新型输出匹配网络由谐波控制网络和发夹式微带带通滤波器组成，将谐波控制网络和漏极偏置网络进行结合来抑制二次谐波和三次谐波的同时，使晶体管最佳负载阻抗转换为滤波器所需的输入实阻抗。而且，发夹式结构的微带带通滤波器具有小型化和良好带内特性等特点。在使输出匹配结构变得更加紧凑的前提下，提高了所设计的功率放大器在频带内的输出功率和漏极效率。

主权项：1.一种基于发夹式微带带通滤波器的F类功率放大器的设计方法，其特征在于，通过如下步骤实现：步骤S1：对GaNHEMTCGH40010F晶体管进行多次负载牵引和源牵引，在功率附加效率和最大输出功率时得出该晶体管最佳负载阻抗和最佳源阻抗；步骤S2：根据步骤S1获得的最佳源阻抗进行共轭设置并通过阶梯阻抗匹配方式与信号源50欧姆内阻进行匹配操作，完成输入匹配电路设计，使晶体管获得最大功率输入信号；步骤S3：采用四分之一波长微带线设计栅极偏置网络和漏极偏置网络以保证功率放大器具有稳定的直流供电电压；步骤S4：设计谐波控制网络，在与漏极偏置网络进行有效结合的同时，同时使该功率放大器的漏极电压和电流波形满足F类条件，工作频段的中心频点f0，微带线特征阻抗Zn为自由参数，需求解各微带线电长度θn；设计微带线TL6、TL5、TL3的长度分别为使2f0在B点实现短路，3f0在C点实现开路，通过设计微带线TL2的长度为选定合适的Z1和Z4即可确定微带线TL1和TL4的电长度，最后使得在E点分别实现2f0和3f0的短路和开路；步骤S5：设计发夹式微带带通滤波器，由于该滤波器只能将50欧姆负载阻抗转换为实阻抗，通过步骤S4的谐波控制网络将基波阻抗和谐波阻抗匹配到最佳区域；为了确定该滤波器的参数，通过负载牵引技术在中心频率f0获得最佳基波阻抗，通过谐波控制网络后变换为实阻抗作为设计的输入阻抗；根据基于三阶切比雪夫低通滤波器和0.1dB衰减波纹值，通过查表求得其低通原型参量；计算各段耦合线的奇偶模特性阻抗Z0o和Z0e；通过Z0o和Z0e与给定微带线基板参数介质相对介电常数εr和介质厚度d,求解微带线的宽度W和微带线耦合距离S；最后将这些长度为的平行耦合微带线折叠成长度减半为的发夹式结构，以减小滤波器的整体尺寸；步骤S6：结合步骤S1、S2、S3、S4、S5，搭建整体电路结构，使用ADS软件进行电路仿真和优化，以保证实现最优性能。

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