一种宽带跳频射频信号发生模块的设计

针对我国新一代宽带跳频通信的测试要求,提出一种宽带跳频射频信号发生模块,实时跳频带宽达到300MHz,并实现1 MHz～3 GHz的频谱覆盖范围.本设计具有结构简单、易于仿真、成本较低等优点.实际测试结果与设计目标基本一致,性能指标能够达到设计要求.     

宽带匹配网络设计的一种新方法——简化实频技术

本文在近年来国外出现的设计宽带匹配网络的实频技术的基础上,提出了一种简化实频技术。这一方法可按照通带内的极大-极小增益响应用最优化方法直接寻求匹配网络网络函数的实部。然后,利用Gewertz方法从实部求得完整的网络函数,据此以综合匹配网络。全部工作可由两个机助设计程序完成。文中给出了一个阻容并联负载匹配网络和一个微波单片集成电路FET放大器匹配网络的设计实例。     

L频段宽带GaN芯片高功率放大器设计

针对当前无线通信系统中射频功率放大器工作带宽窄、输出功率和附加效率低的缺点,本文基于 CREE 公司的 GaN 功率管设计了一款新型的 L 频段宽带大功率射频功率放大器。用源牵引和负载牵引技术测得工作频段内最佳输入输出阻抗,再通过集总参数元件与微带线结合的方法设计宽带匹配网络,并对放大器功率、效率以及谐波分量等指标进行测试。测试数据表明,当放大器工作在 L 频段300 MHz 带宽内(相对工作带宽为27.7%),输入功率为34 dBm的连续波(CW)时,其输出功率可达50.4 dBm(108 W),附加效率不低于48%,平坦度为±0.1 dB。因此,本文设计的 GaN 射频宽带功率放大器具有带宽宽、效率高、功率大的特点,具备应用价值。     

集成滤波特性的宽带滤波-功率放大器

为满足现代无线通信系统向宽频带、集成化、低成本和高性能方向发展的需求. 基于协同设计理论,利用自研的 RF-LDMOS 器件设计了一款集成滤波特性的宽带滤波功率放大器。 设计“T 型”结构的预匹配网络以扩大晶体管阻抗值,同时集成 枝节负载耦合线构成宽带滤波网络。 连续波测试结果表明在 1. 2 ~ 2. 6 GHz 频带内饱和输出功率均大于 40 dBm, 漏极效率大 于 45%, 增益约为 11. 5 dB, 对二次谐波的抑制能力达到- 62 dBc。 当平均输出功率为 32. 5 dBm, ACPR 在频带内均优于 -37 dBc。 本设计使功放兼具放大和滤波的作用,提高电路集成度的同时相对带宽拓展到了 74%, 符合当今无线通信系统的 需求。     

频率可重构超宽带天线

设计了一个可重构阻带超宽带天线,它是将可重构天线技术运用到超宽带天线的设计中.该天线以印刷单极子椭圆天线为原型,为了扩展天线的阻抗带宽,在背面接地板进行适当的修改,即在地板的上面两侧开2个三角形的缺口,中间开一个矩形的缺口.超宽带天线的的阻抗带宽为2.8～11 GHz.在该椭圆天线的基础上,在馈线部分进行适当的开槽产生阻带效果,并加上2个理想开关,通过控制2个理想开关的通断,实现在3.3～3.7 GHz、5.15～5.825 GHz、8.0～8.4 GHz频段阻带可重构,理论和实际测试表面该天线能够满足超宽带天线的应用,并且能够实现可重构阻带的作用.     

一种用于反无人机设备的三频段功率放大器

在现有双频匹配理论的基础上,设计了一种可同时工作在1.5/2.4/5.8 GHz三个频段的射频功率放大器。为满足对抗无人机的实际应用需求,首先匹配2.4 GHz和5.8 GHz两个频率,然后匹配1.5GHz,并设计相应的三频段输入输出匹配网络,完成了三频段功率放大器整体电路的设计。ADS仿真结果表明,当输入功率为28 dBm时,在三个频段设计的射频功率放大器的输出功率分别为39.88dBm、40.94 dBm和39.25 dBm,效率分别达到了46.52%、60.54%和39.40%。该功率放大器可应用在基于信号抑制或信号欺骗的反制无人机设备中,提升放大器效率与设备集成度。     

高强度聚焦超声换能器的宽带阻抗匹配

高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统为实现从功率源到超声换能器的最大电功率传输,需在功率源与超声换能器之间设计阻抗匹配网络.无源器件匹配可实现超声换能器电阻抗的精确匹配,但其宽带匹配的解析设计理论较复杂.本文利用简化实频法对HIFU换能器进行了宽带匹配网络设计,采用Levenberg-Marquardt法对传输功率增益进行了优化,优化后的功率传输增益在200kHz的通带内为0.9左右,且较为平滑;针对HIFU换能器进行的宽带阻抗匹配和声功率测试表明,采用传输功率增益优化设计出的宽带匹配网络能有效拓宽换能器的工作频带.     

可重构连续型 F 类超宽带功率放大器

带宽与效率是功放设计中的两项重要指标,如何使功放同时满足宽频带、高效率的设计要求一直是功放研究的热点和难点之一。本文基于硬件智能化技术和连续理论提出了连续型F类超宽带功率放大器,以连续理论扩大阻抗匹配空间,将传统F类功放推广至连续型F类功放,有效拓宽其工作带宽,并以可重构技术将分散的频段整合为整体。通过测试,该功放在0.9～4 GHz范围内,功率附加效率(power added efficiency, PAE)大于72%,增益约为12.5 dB,饱和输出功率为41 dBm。本设计将可重构技术和连续理论二者优势结合,具有宽频带、高效率、智能性等优点,能够很好地适应5G无线通信系统的需求。     

宽带多谐振偶极子天线设计

根据目前无线通信系统发展小型化与宽带化的趋势,设计了一款具有多谐振点的宽带偶极子辐射天线。首先通过特征模理论分析倒T型导体结构得到两个谐振模式;然后在不影响倒T型导体结构谐振特性的前提下,引入寄生谐振偶极子单元;最后在3个谐振模式的电流共同最大处添加集总端口,同时激励3个谐振模式,得到3个谐振点的宽带谐振天线。天线的仿真与实测结果基本吻合,最终的工作带宽为1.8～2.56 GHz (相对带宽为34.9%)。由此,所设计的天线不仅结构简单,且性能方面良好,可广泛应用于无线通信系统中。     

宽带固态功率放大器的设计及实现

宽带固态功率功率放大器是固态发射机中的关键部件,广泛应用于软件无线电电台、有源相控阵雷达、综合化航空电子设备等领域中。以一款新研制的S波段宽带固态功率放大器为例,介绍了超宽带固态功率放大器的设计理论和方法,并用微波仿真软件ADS对功率管的输入、输出阻抗匹配电路及其偏置电路进行优化仿真设计。通过制作并测试此放大器,验证了该设计方法的可行性。最后,给出了测试数据它在2GHz～4 GHz的频带范围内,输入功率为25mW时,输出功率大于10W,带内功率起伏小于1.5dB。     

用于能量收集的低功率宽带宽输入整流器

本文提出了一种具有宽动态输入功率范围的宽带整流器，主要用于低输入功率条件。提出的整流器利用肖特基二极管的单向导电性和并联型电路拓扑结构进行整流。在提出的结构中，采用了由两级微带线和匹配电感组成的宽带阻抗匹配网络，以减少失配损耗，并在工作范围内实现高射频到直流的功率转换效率(PCE)。其中匹配电感是为了抵消二极管的电容。提出的整流器被设计、优化、仿真、制造和测试。测试结果与仿真结果非常吻合。在输入功率范围为-1～10 dBm,带宽为1.8～2.8 GHz(相对带宽为43.4%)的情况下，PCE大于50%。此外，在输入功率为10 dBm时，PCE峰值为76.4%。与以前的类似工作相比，本文提出的整流器工作于最低的功率水平，使其在射频能量收集的发展中具有重要的应用前景。     

Low loss matching (LLM) design technique for power amplifiers

This paper describes a design methodology used for the development of multistage broadband power amplifiers. The method uses the measured small-signal S-parameters and loadpull data in association with low loss matching (LLM) design technique. The Q-point of the amplifier was selected for class-AB operation of the device in order to obtain the maximum power-added efficiency (PAE) and bandwidth. In the design optimization using loadline techniques, four sets of S-parameter data, corresponding to device low gain, high gain, low current, and high current, were used. These data files represent the possible fabrication changes and allow realization of a design more tolerant to process variations.     

一种双频段方向图可重构的方形天线的设计

提出了一种新型的双频段方向图可重构方形天线。该天线由贴片-槽-方形环及四个带 U 型槽的类喇叭形寄生单元构成。通过改变 U 型槽结构的深度,天线可分别工作在2.45 GH 和5.25 GHz 两个频点。通过控制贴片-方形环-喇叭形寄生单元之间通断,选择相应的寄生单元,天线可分别在θ=45°和θ=90°平面上实现4个方向的定向辐射。该天线在2.42~2.52 GHz 和5.21~5.32 GHz 两个频段上具有较好的定向性,适用于抗干扰性能要求较高的多频点工作的无线通信系统。     

Fiber amplifiers for coherent space communication

We report on the application of double-clad doped fiber amplifiers for coherent space communication systems using a master oscillator power amplifier (MOPA) design at 1.06 μm. The master oscillator is either a single-frequency Nd:YAG solid-state laser or a distributed-feedback fiber laser. The power amplifier is a diode-laser-pumped double-clad Nd doped fiber with polarization control, 20 dB gain, and about 1.3 W output power. A dual stage configuration using a solid-state Nd:YAG amplifier as second stage is presented as well, increasing the output power to 3.5 W with 28 dB gain. We also report on the possibility to integrate a single-frequency fiber laser, an all-fiber phase modulator, and a fiber amplifier to build an all-fiber phase-modulated MOPA. Up to 1 W continuous-wave output phase-modulated with a bandwidth of 196 MHz has been achieved     

基于OPA820宽带放大器的设计

设计了一种宽带放大器,采用高速运算放大器OPA820和低失真电流反馈运算放大器THS3091构成两级放大电路,在6 Hz～20 MHz的通频带中实现放大增益为43 dB,具有带内波动小,输出噪声低的特点.同时将单一的5 V电源通过TPS61087和MC34063A产生系统所需要的正负电源为放大器供电.放大器输出经过精密...     

The Doherty power amplifier

In this article, we show that the Doherty amplifier is capable of delivering the stringent requirements of the base station power amplifiers. We explain the operation principles, including both linearity and efficiency improvements, and the basic circuit configuration of the amplifier. Advanced design methods to operate across wide bandwidth and improve the linearity are also described. For verification, the Doherty amplifier is implemented using laterally diffused metal oxide semiconductor (LDMOS) transistors and measured using a WCDMA 4FA signal. These results show that the Doherty amplifier is a promising candidate for base station power amplifiers with wide bandwidth, high efficiency, and linearity     

Student design - Efficiency Comparison Between Highly Efficient Class-F and Inverse Class-F Power Amplifiers

The purpose of this note is to provide a clear quantitative explanation of the better efficiency and a design guide for optimizing the output power or efficiency of inverse class-F amplifiers (Woo, et. al., 2006). For this purpose, the efficiency equations of the inverse class-F and conventional class-F amplifiers are derived using ideal time-domain waveforms. Then, analytic comparisons are carried out using these equations under the condition that the fundamental output power of both amplifiers are identical, near where maximum power added efficiency (PAE) is produced. The analysis results clearly show why the inverse class-F amplifier has higher efficiency than the class-F amplifier. We have designed and implemented several inverse class-F amplifiers at 1 GHz to confirm these results