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。     

应用于2.4GHz射频能量收集的微带圆极化整流天线

设计了一款应用于2.4GHz射频能量收集的微带圆极化整流天线。该整流天线由接收天线和整流器组成,接收天线采用双馈电带环形槽微带天线,整流器由单级倍压整流电路和匹配电路组成。经加工测试,接收天线实现了双向辐射圆极化波,并且能覆盖目标频段2.4 GHz,增益为3.72 dBi,效率为89.6%。整流器在负载为1 k?、输入功率为-2 dBm、频率为2.4 GHz时,转换效率η达到最大值38%。最后,将整流器和接收天线相连成整流天线,在射频信号较多的室内进行实验测量时,测得输出电压为26 mV,验证了该整流天线在低功率条件下在2.4 GHz频段内具备较高的整流效率。     

面向 5G 基站的射频功率放大器设计与实现

近年来随着 5G 基站的全面投入使用,针对 S 波段功率放大器的各项指标又提出了更高的应用需求。 为了满足高增益, 高效率,宽频带、大功率、小型化等需求,本文在阶跃式匹配电路的基础上,采用并联开路微带线的方法,设计了一款工作在 3. 4~ 3. 6 GHz 的射频功率放大器。 本次设计所采用的设计方法解决了晶体管动态阻抗难以精确测试,仿真与实测存在差距等 问题。 在本设计中,输入输出匹配网络采用并联开路微带线并且通过改变开路微带线的物理长度与宽度,使匹配网络处于动态 匹配状态,有利于后期调试电路,从而确定最佳匹配电路。 同时,微带线的采用使得整个电路更加小型化。 为验证方案的可行 性,本文采用了 CREE 公司的 CGHV40030F 晶体管设计了一款工作在 3. 5 GHz 的射频功率放大器,并进行硬件制作与测试。 仿 真与测试结果均表明,该设计方法易于电路调试,便于准确地确定匹配网络,实测结果逼近仿真结果,幅度失真小于 1,相位失 真小于 5°/ dB,S11 小于-5. 1 dB,S12 大于 18. 3 dB,输出功率大于 45 dB,增益大于 12 dBm,漏极效率大于 66%等各项性能指标 良好。     

无线射频能量收集系统设计

微型电子设备供电方式仍是以电池为主,更换电池带来的困难使这些设备无法长久运行,无线射频能量技术为低功率微电子设备的供电提供了一种新的方式.文中设计了一套接收2.4 GHz射频信号的射频能量收集系统,该系统主要由微型贴片天线、阻抗匹配电路、整流升压电路和存储电路构成,利用ADS仿真工具验证了系统设计的可行性,当负载电阻在100 kΩ,输入功率在-10 dBm-5 dBm之间时,能量转换效率均在30％以上,可实现低功率微电子设备的持续供电.     

首款四天线千兆路由器 TOTO Link A2004NS体验评测

正参数产品类型企业级无线路由器频率范围双频(2.4GHz,5GHz)最高速率867Mbps网络接口1个10/100/1000Mbps WAN口天线数量4根天线增益5dBiWDS功能支持WDS无线桥接WPS功能支持WPS一键加密功能现在wifi应用已经很普遍,但目前很多无线设备均依据2.4GHz频段设计,因此在无线信号密集区,会出现2.4GHz公共频段拥堵的现象,降低wifi使用体验。而支持2.4GHz和5GHz双频段的无线设备就能很好地解决频     

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。     

一款适用于5G通信频段的限幅滤波结构的设计

本文设计了一款新型的、工作于5G移动通信频段的限幅滤波一体化结构,其适用于射频前端,具有良好的电磁防护功能。该结构通过将限幅滤波两个模块进行一体化设计,避免了模块之间匹配网络的构建,实现了电路体积的减小。相较于传统的铁氧体频率选择限幅器,该结构在目标频段实现了宽跨度、大功率容量的特点。测试结果表明:在2.55~2.65 GHz频带内,该结构的插入损耗小于1.8 dB,限幅电平约为7.5 dBm;在4.8~4.9 GHz频带内,该结构的插入损耗小于2 dB,限幅电平约为2.5 dBm。在所选频带外,泄露功率被衰减到可忽略不计。因此,本文所设计的结构在保护敏感元件的同时可以有效提高射频前端接收机的灵敏度。     

首款四天线千兆路由器 TOTO Link A2004NS体验评测

现在wifi应用已经很普遍,但目前很多无线设备均依据2.4GHz频段设计,因此在无线信号密集区,会出现2.4GHz公共频段拥堵的现象,降低wifi使用体验。而支持2.4GHz和5GHz双频段的无线设备就能很好地解决频道拥挤的问题，本期《消费电子》为大家带来了韩国销量第一的双频路由器TOTO Link A2004NS。     

基于小信号法的功率放大器的设计与仿真

射频功率放大器是数传发射机中的关键部件,它是制约整个系统性能的关键因素。依据固态功率放大器的小信号设计法,设计两级L波段固态功率放大器,给出了详细的设计流程和仿真数据。首先对放大器的增益,级间耦合,输入,输出匹配进行了初步仿真,然后通过提取管子的封装后的散射参数,对其进行最大输出功率匹配仿真,最后对放大器匹配和稳定性进行总体仿真,最终结果达到设计指标。     

首款四天线千兆路由器

现在wifi应用已经很普遍，但目前很多无线设备均依据2.4GHz频段设计，因此在无线信号密集区，会出现2.4GHz公共频段拥堵的现象，降低wifi使用体验。而支持2.4GHz和5GHz双频段的无线设备就能很好地解决频道拥挤的问题，本期《消费电子》为大家带来了韩国销量第一的双频路由器TOTO Link A2004NS。     

一种高效率低谐波失真E类射频功率放大器的设计

研究了E类RF放大器的电路结构、工作原理,并提出了一个工作频率为1.8GHz,输出功率为26dBm,漏极效率达到66.5%的低谐波失真BiCMOS功率放大器,为了达到设计目标,文章采用了一些特殊的方法,包括采用两级放大结构,差分和交叉耦合反馈结构.最后用0.35μm SiGe BiCMOS工艺实现了E类射频功率放大器的设计.     

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。     

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。     

低功率射频能量收集系统设计及优化

为了实现环境中低功率射频信号能量收集,设计了一种无线射频能收集系统,该系统主要由天线、倍压整流电路和匹配电路组成。为了提高射频信号能量收集效率,提出了基于二极管的低输入倍压整流系统数学模型;为了实现天线阻抗与倍压整流电路输入阻抗相匹配,采用量子粒子群算法实现了匹配电路参数的优化;在仿真软件对该优化方法进行了仿真试验。实验结果表明,所设计的射频能收集系统,可有效提高射频信号能量收集效率。     

可重构宽带功率放大器设计

随着未来无线通信需求的增长,通信系统需适用更多的频带和标准。 针对可重构功率放大器各模式下工作带宽窄的缺 点,本文基于简化实频技术和可重构理论,提出了一种拓展可重构功率放大器工作带宽的设计方法。 通过在可重构理论中融入 简化实频法的宽带设计方法,在设计过程中加入新的误差函数,对可变模式下的可重构电路结构进行判别,进而实现可重构宽 带功率放大器设计。 为了验证该方法的有效性,并满足实际设计指标,采用中国科学院微电子研究所自主研发的 LDMOS 晶体 管设计并制作了适用于 GSM 网络和 LTE 网络的一个频率可切换的宽频可重构功率放大器。 测试结果表明,该可重构功率放大 器在不同模式下可分别工作在 0. 6~ 1. 1 GHz 和 1. 1~ 1. 6 GHz 频段,饱和输出功率超过 40 dBm,漏极效率(DE)在 50% ~ 60%之 间。 因此,本文提出的设计方法可以降低可重构宽带功率放大器的设计难度,较好的发挥晶体管性能,降低成本,在实际基站射 频电路设计中具有很好的应用意义。     

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。     

X频段固态功率放大器的设计与实现

功率放大器是数传发射机中的关键部件,它制约整个系统性能.采用集成电路与分立元件相结合的设计思想,依据功率放大器的匹配理论对电路部分进行设计,采用微波电路仿真软件SERENADE对电路进行了仿真与优化.经测试,功放的T作频段为7.9～8.3 GHz,线性增益大于34 dB,驻波系数小于1.5,1 dB压缩点的输出功率大于...     

信号源的ALC环路设计

在当前许多电子测试仪器中,ALC环路必不可少,很多ALC环路电路设计都很复杂、电路庞大、设计成本高.本文提出一种ALC环路,具有设计简洁、性价比高的特点.该ALC环路从功能上主要分为调制器(PIN二极管)部分、RF射频信号放大部分、功分检波部分,分别详细地介绍了这几部分的原理和电路.ALC环路的工作频率从250 kHz到1 GHz,输入信号功为 0 dBm±1.5 dB,输出信号功为 13 dBm±1.5 dB.     

基于预失真的GaN功率放大器线性化方法研究

射频功放在放大信号时的非线性使信号放大后产生失真,严重影响通信系统性能。主要针对射频功率放大器的三阶互调失真优化,提出了一种新型的模拟预失真器。融合了完全匹配的IMD3产生器、二次消基频概念,有效地消除了IMD3产生器的基频,降低了基频对三次谐波的干扰。电路设计引入了功率推动概念和双环结构,大大优化了L频段GaN功放的IMD3分量,提升功放线性度。使用ADS2009U1软件仿真实验证明,在950 MHz单音测试下,系统整体效率可达52.1%。在945 MHz和955 MHz双音测试下,IMD3增加了15 dB。该预失真器实现了在低效率损耗下对线性度的优化。     

基于肖特基二极管的紧凑高效型大功率整流电路

提出了一种结构紧凑、整流效率高、频率在2.45GHz的大功率微波整流电路。采用4只HSMS-282P肖特基二极管桥设计了两路微波整流电路,其结构具有对称性且共用一个匹配网络和谐波抑制网络,使得电路在整流效率不下降的条件下提升整流电路的功率容量;采用终端短路微带线并联于二极管与地之间和在射频分流处添加扇形开路支节,使得整流二极管的二次、三次谐波被抑制,避免了输入低通滤波器的设计,达到小型化和整流效率的提高。在ADS软件仿真、优化下制作出实物,实测结果表示输入功率为38dBm时,整流效率达70%,且电路的尺寸为45mm×65mm。与其他大功率整流电路相比,该电路具有设计方法简单、电路尺寸小、功率容量大、整流效率高的特点,更适合应用到大功率、高电压供能系统中。