射频功放的设计绝非一蹴而就,而是一个严谨且复杂的过程,通常涵盖五个重要步骤。首要任务便是依据特定的技术指标和功能诉求精心制定设计方案。以 GSM 及 PHS 基站系统为例,由于其线性度要求相对宽松且额定输出功率有限,通常在单载波模式下运作,此时功率回退法成为常用的设计策略,所构建的放大器多采用 A 类或 AB 类工作状态。
A 类放大器在线性放大方面表现出色,其三阶交调产物与输出功率存在特定的变化规律。当输出功率降低 3dB 时,三阶交调产物能够改善 6dB。然而,这种放大器存在明显的弊端,效率极为低下且成本高昂。比如,要实现 30W 的平均输出功率,耗电量可能高达数千瓦,并且为了达到预期功率,往往需要大量的功率管,这无疑会大幅增加成本与设备体积,给研发工作带来巨大挑战。因此,在小功率放大器(平均功率输出≤1W)设计中,A 类放大器才更具适用性。
相比之下,AB 类放大器则凸显出效率高、成本低的显著优势。它主要借助最大包络功率 PEP 来界定功率容量,与 A 类的 1dB 压缩点类似。以偏置在 AB 类的 LDMOS 放大器为例,在 PEP 处的互调抑制可达 28dBc,回退 3dB 时互调抑制接近 40dBc,尽管继续回退改善效果有限,但在中大功率放大器(平均功率输出 > 1W)设计中,AB 类放大器凭借单管较高的输出功率,仅需少量功率管就能实现较高输出功率,从而有效降低成本,同时散热和结构设计也更为简便。