基于改进简化实频技术的超宽带功率放大器设计

该文提出了一种基于改进简化实频算法的跨多倍频超宽带功率放大器。结合负载牵引技术,分析晶体管负载端的最优阻抗值变化。通过改进简化实频法中的优化目标和误差函数,对频段内选取多个频点的最优阻抗进行分析,设计并优化出了功率放大器的输出匹配电路,提高了功放的工作带宽。测试结果显示,在 0.5～2.7 GHz频段内,饱和输出功率达到 42.5 dBm,饱和漏极效率为 64%～75%。     

基于阶梯阻抗匹配网络的连续逆F类功率放大器

为了满足移动通信系统中功率放大器宽频带和高效率的需求，采用阶梯阻抗网络实现宽带匹配电路，设计了一款高效率连续逆F类功率放大器。选用CGH40010F GaN HEMT晶体管，通过对连续逆F类功率放大器的理论分析，并且结合ADS负载牵引与源牵引仿真，提取各频点的最佳负载阻抗和源阻抗，设计阶梯阻抗匹配电路，最终实现了一款宽带高效率功率放大器。测试结果表明，该功率放大器在3.2～3.8 GHz频段内，增益大于14 dB,增益平坦度小于±0.4 dB,饱和输出功率为40.6～40.9 dBm,最大漏极效率为64%～68%。该功率放大器的测试性能良好，可以为宽频带高效率功率放大器的设计提供参考。     

谐波负载阻抗对功率放大器性能的影响

使用谐波平衡法精确分析了谐波负载阻抗对功率放大器性能的影响并确定了最优谐波阻抗，提出了优化谐波负载阻抗的方法，设计实现了AB类1．5W功率放大器。测试结果证明，在功放设计中优化谐波负载阻抗具有重要的意义。     

0.3～3.5GHz混合连续类功率放大器的设计

混合连续类相比较于传统连续类模型弱化了阻抗条件,简化了宽带匹配难度.该文通过采用混合连续类模型并基于阻抗缓冲概念为理论的新型谐波控制网络,设计了一款跨3个倍频层的混合连续类射频功率放大器.实测结果表明在0.3～3.5 GHz相对带宽为168.4％的频段范围内实现了漏极效率58.4％～72.6％,增益10 dB以上,输出功率为39.8～41.2 dBm.     

基于SiGe HBT的射频功率放大器

基于国内的0.18μm SiGe BiCMOS工艺,针对该工艺下SiGe HBTs功率器件击穿电压、工作频段的稳定性和最优负载阻抗值等方面的研究,给出了功率放大器的设计优化过程,比较了功率SiGe HBTs在共射和共基两种结构下的频率与最大功率增益性能.实现了一款应用于2.4GHz无线通信的全集成A类功率放大器.测试结果表明:S11-13dB,S22-10dB,S21=13.8dB,输出1dB压缩点为10.97dBm,饱和输出功率为16.7dBm.     

0.4~2.2 GHz连续F类功率放大器设计

连续F类功放(PA)通过引入修正因子,减轻功放对基波和二次谐波阻抗的要求,从而扩展F类功放的带宽。本文在连续F类功放基础上,提出一种新型修正型连续F类工作模式。通过引入电阻性二次和三次谐波阻抗进一步扩展连续F类功放的设计空间,使其可实现多个倍频程带宽。基于此理论,采用负载牵引方法对基波和谐波进行最佳阻抗提取,结合实频技术设计功放匹配网络,实现了一款超宽带高效率功率放大器。该功放在0.4~2.2 GHz频段内,饱和输出功率为39.8~41.4 dBm,漏极效率在59%~79%之间,增益大于10 dB。仿真与测试结果良好,验证了该方法的正确性。     

基于多谐波双向牵引技术的微波功率放大器设计

功率放大器的输出功率和附加效率是设计的重点和难点,而功放设计通常采用的是负载牵引技术,强调了负载阻抗对电路输出功率和效率的影响,却常常忽略了源阻抗对它的影响.文中结合实例,介绍了基于谐波平衡分析的多谐波双向牵引优化技术的原理和实现方法.优化源和负载各谐波阻抗,仿真和实测结果表明:多谐波双向牵引优化技术能够在获得功率放大器所需的最大输出功率和最佳附加效率之间取得折中和平衡,从而满足工程设计指标要求.     

高效率双频连续F类功率放大器的设计

为满足多标准和多频段无线通信的需求，针对特定频段如何提高效率问题，基于连续F类功放的谐波控制理论，提出了一种高达三次谐波控制的双频功放设计方法，实现了两个频段的高效率性能。首先，分析了电流源平面的各次谐波阻抗，基于连续F类阻抗设计空间的灵活性，设计的双频谐波控制网络将二次谐波控制在短路点附近，同时将三次谐波控制在开路点附近，可提高任意两个频段功放的效率。随后，针对传统耦合器基频匹配网络在多频匹配方面的不足，提出了改进的双频阻抗匹配网络，简化了匹配方法并实现了不同频点的最佳基波阻抗同时匹配到标准的50Ω。最后，使用Cree公司的CGH40010F GaN HEMT设计了一款工作在1.8和2.6 GHz的双频连续F类功率放大器，并进行测试，结果显示在1.8和2.6 GHz的饱和输出功率分别为40.6 dBm和39.5 dBm,最大功率附加效率分别为75.4%和74%,最大漏级效率均大于75%。测试结果表明，所提出的双频谐波控制网络设计方法在提高功放效率方面具有显著优势。     

X波段20W高效率负载调制平衡放大器MMIC

报道了一款采用0.25μm GaN HEMT工艺的8～12 GHz高效率负载调制平衡放大器（Load-modulated balanced amplifier,LMBA）。高峰均比信号传输场景中,功率放大器的效率性能会在输出功率回退区间内急剧恶化。基于LMBA技术,结合有源负载调制与预匹配输出结构,有效提高了功放在输出功率回退区间的效率。在连续波测试条件下,该芯片在8～12 GHz频段内,饱和输出功率为43.2～43.8 dBm,饱和效率为50.5%～55.7%。饱和输出功率回退6 dB时,效率为40.2%～44.5%,相较于归一化理想B类功率放大器具有15%～17%的效率提升。     

基于复合左右手传输线结构的多频高效功放

提出一种多频高效功率放大器的设计方法。采用源牵引和负载牵引确定最佳源阻抗和负载阻抗,使用复合左右手传输线实现多频匹配并抑制二次谐波。仿真结果表明,放大器在0.9GHz、1.4GHz、2.1GHz三个频点均可输出10W功率,增益为13dB,且具有60%以上的工作效率。