Load modulation for efficiency enhancement of switched-mode power amplifiers

Die vorliegende Arbeit beschreibt den Einsatz von Lastmodulationsverfahren zur Effizienzsteigerung von geschalteten Leistungsverstärkern für den Hochfrequenzbereich. Ziel ist es, die Effizienz bei geringer Aussteuerung des Verstärkers, diese Betriebsart wird in der englischen Literatur häufig auch verkürzt als „back-off“ bezeichnet, zu steigern. Unter Verwendung von netzwerktheoretischen Überlegungen werden zunächst Strukturen für die Herstellung von abstimmbaren Kapazitäten und Induktivitäten untersucht. Hierauf aufbauend werden komplette adaptive Anpassnetzwerke, die beliebige Bereiche des Smith-Diagramms abdecken können und für die schaltungstechnische Umsetzung im Mikrowellenbereich geeignet sind, entwickelt. Der Aufbau geschalteter Verstärker erfordert eine genaue Dimensionierung der Anpassnetzwerke nicht nur bei der Grundfrequenz sondern auch bei deren Harmonischen. Aus diesem Grund wird ein Tunerkonzept, das beliebige Abschlüsse für zweite und dritte Oberwellen bieten kann, vorgestellt. Eine in dieser Arbeit eingeführte Kombination des adaptiven Anpassungs- und Tunernetzwerks ist in der Lage, dem Leistungstransistor sowohl für die Grundwelle, als auch für die zweite und dritte Oberwelle geeignete Lastimpedanzen anzubieten. Diese neuartigen Anpassungsnetzwerke ermöglichen die Realisierung eines breiten Spektrums von Lastmodulationsschaltverstärkern.