前言

信号与信息传输系统，不管传输媒介是空气、传输线、光纤还是波导，在传输的过程中信号都会有损耗。因此，在信号的发送端需要把被发送的信号放大到一定的电平，然后再通过媒介传送。在无线信号传输系统中，信号通过天线向空间辐射，传输距离可能从几米，几千米，几十千米到上千千米，这就是说发送端需要几瓦，几十瓦，乃至成百上千瓦的发射功率。因此，通信、雷达、定位、导航、遥测遥控、空间技术、电视广播等信号传输系统中都需要发射机。而发射机的核心就是射频和微波功率放大器。现代移动通信中的基站发射机功率为几十瓦，而手持机的功率为几百毫瓦，雷达发射机的脉冲功率高达几千瓦甚至上百千瓦。中短波、超短波，以及VHF/UHF的广播、电视、通信发射机的功率从几瓦到几十瓦，高至千瓦。上述系统的频率从几十万赫兹一直覆盖到微波波段。功率放大器覆盖这么宽的频带，功率范围从几百毫瓦到几十千瓦，不同的应用场合对功率放大器的指标要求、频带要求都是不一样的。各个频段的功率放大器，特别是射频段和微波波段，电路结构形式是完全不一样的。

现代移动通信技术在飞速发展，模拟通信体制逐渐退出历史舞台，数字通信体制在更新换代。所有这些变革都对射频、微波功率放大器的指标要求越来越苛刻。功率放大器如何满足现代通信系统的要求，仍是摆在人们面前的艰巨任务。新一代移动通信中的发射机，效率和线性度这两个指标被摆到了最重要的位置。为了满足这种苛刻的要求，设计出了许多新型发射机的方案，一些已经成熟，而有些仍在研发之中。

除了性能指标之外，价格因素也是必须考虑的问题。移动通信领域中的市场竞争尤其激烈，价格竞争是一个最主要的领域。功率放大器的价格是影响系统价格的最主要因素之一。因此，高指标、低价格是现代功率放大器设计者追求的目标。

射频和微波功率放大器的设计技术是一门古老的技术，但也是仍在不断更新的技术。功率放大器分成A类、B类和C类的方法早在20世纪30年代就开始了，至今这个概念还在使用。由于移动通信新一代数字调制系统的使用，要求功率放大器具有高线性度。为了满足系统要求，老的设计方法，如效率与功率的折中、功率和线性度之间的折中等，仍在使用古老的分析方法。今天，这种方法对功率放大器的设计仍起指导作用。当然，现代功率放大器的计算机辅助设计已是必不可少的，掌握它是势在必行的。

现代通信技术的日新月异，促进了功率放大器技术的发展，尤其是功率放大器的线性化技术、功率放大器效率提高技术、兼顾功率放大器线性度和效率技术等更是纷纷出笼。例如，Doherty技术、前馈技术、预失真技术、异相技术等。这些新技术很多已应用在现代移动通信系统中，还有一些正在发展之中。

射频与微波功率放大器的设计与实践，在我国仍是一个较薄弱的环节。笔者认为，编著一种既有原理、设计方法，又有工程实践的书是完全必要的。功率放大器，至少在今后几十年，仍是一门不能集成的电路技术，尤其是大功率放大器，其理由是众所周知的。射频和微波电路中的分布参数、寄生参数及互相耦合的影响是不能忽略的。功率放大器电路板布板技术的好坏，在某些应用中是电路能否成功的关键。一个设计优良的功率放大器，布板不好引起失败的例子很多。因此，本书在编写的过程中，尽可能地介绍布板技术方面的经验与例子。功率放大器除了设计和布板之外，还存在很多工程问题，如元器件的选择、馈电、热设计、功率放大器保护等，这涉及很宽的电路知识。本书在这方面也做了一些介绍，但限于篇幅，不可能对每一个部分做详细介绍。

前言功率放大器的核心是功率晶体管，如何正确理解晶体管、正确选择晶体管、理解各类晶体管的特性往往是电路设计者的薄弱环节。本书用了将近一章的篇幅来介绍这方面的内容。特别是如何理解晶体管数据表中给出的直流参数、功能参数、极限参数，以及极限参数的测量及限制等。

射频和微波功率放大器使用的晶体管有双极晶体管（BJT）、砷化镓金属半导体场效应管（GaAs MESFET）、结型场效应管（FET）、横向扩散场效应管（LDMOS）。现在，又出现了新颖的功率晶体管——氮化镓晶体管（GaN）、INGaP、GaAs HBT等。关于这些晶体管的选用，本书也做了一些介绍。

本书的一个最大的特点是：用很大的篇幅介绍数字通信信号调制的性质和特点，以及用于放大这样信号的功率放大器的要求是什么，使功率放大器设计工程师有更明确的目标和目的。本书中给出了很多的工程设计实例，这些实例都来源于国外的文献资料。笔者也有很多这方面的工程设计实例和实际测量数据，但限于一些因素，不便发表。

射频和微波固体功率放大器仍在不断发展之中，很多以前认为达不到的指标正在被刷新，在书中要及时反映这些变化与发展是不可能的。因此，本书的理论核心侧重于基本概念、基本原理和基本设计方法，在这基础上，再归纳出工程设计的近似方法。

功率放大器工作在大信号状态，严格的数学分析是不可能的。为了给出定量分析的结果，常常要做很多假设。假设符合实际工程情况吗？假设得到的近似满足工程设计的精度吗？这些都要一一验证，本书给出了这个过程。

本书的第1至6章由电子科技大学张玉兴教授编写，第7章由陈会博士编写，第8章由成都信息工程学院的文继国教授编写，第9章由吴义华博士编写，第10章由赵宏飞编写。本书编写的工作量很大，在编写的过程中得到了很多人的帮助。其中主要是张玉兴教授的众多研究生和成都赛英科技有限公司的技术同行（唐世容、姚宗诚、王清文、张慧英、刘涛等），作者在此表示衷心的感谢。

张玉兴