基于负载牵引的S波段130 W硅LDMOS功率放大器研制

研制了具有高频、高增益特性的硅LDMOS芯片,利用切比雪夫变换电路设计了5Ω及10Ω的2套负载牵引夹具。采用大功率负载牵引测试技术进行了阻抗提取,完成了功率管内匹配及预匹配电路的设计,设计出一款工作频带为2.7～3.1 GHz的LDMOS宽带功率放大器。测试结果表明,放大器在32 V工作电压、100μs脉宽、10%占空比的工作条件下,输出功率大于130 W,增益超过12.5 d B,漏极效率达到46%以上。     

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。     

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。     

高效率低谐波失真宽带功率放大器设计

基于连续型功率放大器理论,提出一种高效低谐波失真宽带功率放大器的设计方法,并采用GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件设计了验证电路。结合连续型功率放大器理论和多谐波双向牵引技术,找到一簇最佳负载阻抗值,并运用切比雪夫低通滤波器形式的阻抗变换器设计宽带匹配网络。偏置电路采用双扇形开路微带线和滤波电路相结合的方法进行设计,以减小电路尺寸和扩展具有高输入阻抗偏置电路的带宽。实验结果表明,在1.7~2.7 GHz工作频带内,功率附加效率为50%~60%,输出功率大于4 W,增益为(14±0.9)dB,二次谐波失真小于-25 dBc,三次谐波失真小于-60 dBc。     

基于变容管的0.5-1.2GHz宽带可调谐功率放大器设计

针对无线通信系统向多频、微型等方向发展的需求,基于负载牵引系统测试出的功率器件最大输出时的源阻抗和负载阻抗,采用基于变容管的频率调谐技术,输入输出匹配均采用可调谐匹配网络的形式,设计了一款在0.5-1.2GHz内可宽带调谐的功率放大器。测试结果表明,该功率放大器频率调谐比达82.3%,且在调谐频率范围内1dB压缩时的输出功率均大于32.1dBm,增益大于10.1dB,漏极效率大于38.4%。     

双频高效功率放大器设计

为了提高多模通信系统前端放大器的利用率问题,基于复合左右手传输线的理论,提出了一种双频高效功率放大器的设计方法。采用负载牵引和源牵引法确定放大器高效工作状态的最佳负载阻抗和最佳源阻抗,利用复合左右手传输线的频率偏移和非线性相位来设计放大器匹配网络。通过ADS软件仿真,放大器同时工作在0．5GHz和1．2GHz的频率点时,输出功率分别为39．9dBm和37．9dBm,工作效率分别为55．7％和51．3％。     

基于阶梯阻抗变换器的宽带功率放大器设计

为满足汽车EMC测试系统对功率放大器带宽和效率的要求,采用阶梯阻抗变换器的宽带匹配方法扩展其带宽,设计了一款在一个倍频程内拥有良好效率和增益平坦度的宽带功率放大器.该放大器选用GaN HEMT晶体管进行搭建,采用负载牵引的方法对各频点基波最佳阻抗进行提取,选择阶梯阻抗变换器方法设计匹配网络,最终其仿真的性能达到汽车EM...     

S波段大功率、高效率GaN HEMT器件研究

基于国产的SiC衬底GaN外延材料,研制出大栅宽GaN HEMT单胞管芯。通过使用源牵引和负载牵引技术仿真出所设计模型器件的输入输出阻抗,推导出本器件所用管芯的输入输出阻抗。使用多节λ/4阻抗变换线设计了宽带Wilkinson功率分配/合成器,对原理图进行仿真,优化匹配网络的S参数,对生成版图进行电磁场仿真,通过LC T型网络提升管芯输入输出阻抗。采用内匹配技术,成功研制出铜-钼-铜结构热沉封装的四胞内匹配GaN HEMT。在频率为2.7～3.5 GHz、脉宽为3 ms、占空比为50%、栅源电压Vgs为-3 V和漏源电压Vds为28 V下测试器件,得到最大输出功率Pout大于100 W(50 dBm),PAE大于47%,功率增益大于13 dB。     

L频段GaN宽带功率放大器设计

针对宽带功放率放大器的设计难点,提出了一种负载牵引技术与Smith圆图匹配工具相结合,谐波平衡仿真与Momentum版图仿真相结合的方法,设计了一款应用于L频段的宽带功率放大器,该功率放大器采用Ga N HEMT设计制作。经测试,功率放大器在L频段内输出功率大于150W,功率增益大于10d B,效率大于50%。     

一种基于阻抗缓冲匹配技术的高效率Doherty放大器

为了在功率回退时满足功率放大器对高效率的要求,提出了一种采用阻抗缓冲匹配技术的Doherty功率放大器。通过负载牵引仿真,得到功放管的最佳基波和谐波负载阻抗。在此基础上,采用一种谐波控制阻抗匹配网络设计方法来设计主/辅路放大器的输出匹配网络,实现了高回退效率。为了验证该方法的有效性,设计并实现了一个1.635 GHz高效率Doherty功率放大器。测试结果表明,该放大器的饱和功率大于44 dBm,峰值效率为75%,6 dB功率回退时的效率为70%。该方法能有效提高Doherty功率放大器的回退效率。     

基于滤波匹配网络的连续逆F类功率放大器

为了满足功率放大器对高效率和宽带的要求,介绍了一种连续逆F类功率放大器设计方法。在分析连续逆F类模式的基波和谐波阻抗基础上,提出了一种阶跃阻抗匹配网络电路。为了验证方法的有效性,设计并实现了一个1.7~2.9 GHz宽带的连续逆F类功率放大器。测试结果表明,在工作带宽内,增益波动小于2 dB,饱和功率大于40.5 dBm,峰值效率为65%~76%。该方法为宽带高效率放大器设计提供了有益的参考。     

基于GaN器件的连续型高效宽带功率放大器设计*

提出一种高效宽带功率放大器的设计方法,并基于GaN HEMT 器件CGH40010F 设计了验证电路。利用功放管输出寄生参数的等效网络,将基于连续型功放理论得到的负载阻抗转换到封装参考面上,并利用多谐波双向牵引技术对转换后的负载阻抗进行适当调整,使二次谐波负载阻抗位于高效率区以及基频负载阻抗能够获得高功率附加效率和高输出功率。谐波阻抗位于高效率区使得匹配网络的设计简化为基频匹配网络的设计,降低了对谐波阻抗匹配的难度和宽带匹配网络设计的复杂度。实验结果表明:在1GHz -3GHz 工作频带(相对带宽100%)内,功率附加效率在53%-64.6%之间,输出功率为39.5±2dBm,增益为11.5±2dB,二次谐波小于-15dBc,三次谐波小于-25dBc。     

L至S波段高效率超宽带功率放大器设计

针对超宽带功率放大器(UWB PA)匹配电路的设计难点,提出一种结合连续型功放理论、多谐波双向牵引低损耗匹配(LLM)技术以及切比雪夫低通滤波器阻抗变换原理的超宽带功率放大器设计方法。并利用此方法设计一款基于CREE公司CGH40025F-Ga N HEMT,工作频带为400-3900MHz的超宽带功率放大器。实验结果表明:在输入功率为30d Bm(1W)时,增℃为12.25±0.75dB,输出功率大于41.5dBm(14.1W),功率附加效率(PAE)为41-65.1%,噪声系数(NF)控制在2.5dB以内,功率附加效率较同等带宽设备有近10%的提升。     

一种宽带功放输出电平值精确检测方法

文中基于理论分析,提出了一种宽频带高精度功率检测方法。通过使用测试仪器进行简单的测量,建立实际电路中各工作频率待测功率值与检测电压值之间的计算关系,克服电路器件的参数随频率变化的问题,进而提高对宽带功率信号的检测精度。实测结果表明,对于40～56 dBm电平值范围的功放输出信号,检测值与实测值误差＜0.8 dB     

基于GaN HEMT 多倍频程高效率功率放大器设计

使用GaN HEMT 功率器件,设计了一款多倍频程高效率功率放大器。利用负载牵引技术分析输入功率、偏置电压、工作频率对功率器件输出阻抗的影响,从而寻找出满足宽带性能的最优阻抗区域;输入、输出匹配网络采用了切比雪夫多节阻抗变换器的综合设计方法,很好地拓展了匹配网络的带宽性能,从而实现了0. 8 ~4. 0 GHz(相对带宽133%)多倍频程高效率功率放大器电路。连续波大信号测试结果表明:在0. 8 ~ 4. 0 GHz 的频率范围内输出功率为39. 5 ~42. 9 dBm,漏极效率为54. 20% ~73. 73%,增益为9. 4 ~12. 0 dB。在中心频率2. 4 GHz 未利用线性化技术的情况下使用5 MHz WCDMA 调制信号测试得到邻近信道泄漏比(ACLR)为-27. 2 dBc。设计的工作频率能够覆盖目前主要的无线通信系统GSM900M、WCDMA、DCS1800 LTE、PCS1900 LTE、3. 5GHz WiMAX 以及下一代移动通信系统(5G)等。     

工作在1.8-3 GHz内的高效率GaAs pHEMT功率单片

本文报道了一款基于南京电子器件研究所GaAs pHEMT单片集成电路工艺的S波段宽带高效率功率放大器。为了提高芯片效率,该放大器采用驱动比为1:8的两级级联方式,并采用低通/高通滤波器相结合的拓扑结构设计每级的匹配电路。这种匹配电路在有效降低芯片面积的同时,在较宽的频带范围内实现对应于高效率的阻抗匹配。在5V漏压AB类偏置条件下,该功率放大器在1.8到3GHz频率范围内连续波输出饱和功率为33~34 dBm,相应的附加效率达到35%~45%,以及非常平坦的功率增益25~26 dB。芯片面积紧凑,尺寸仅为2.7mm×2.75mm。     

12位100MS/s ADC中采样/保持电路的分析与设计

设计了一种高性能的采样保持(S/H)电路,在1.8V的电源电压下,其性能满足12位精度、100MS/s转换速率的ADC的要求。设计中采用了一种新型的自举采样开关,提高了S/H电路的可靠性和线性度;对于高增益大带宽的运算跨导放大器OTA的带宽设计,在分析了主运放和辅助运放在带宽和相位裕度等方面的关系的基础上,提出了新的设计方法。仿真结果表明:S/H电路的差动输出摆幅达到了2V;对于输入为49MHz的正弦波,测得其信号噪声失真比达到了82dB,满足12位ADC的要求;整个电路的功耗约为20mW。     

VHF频段宽带大功率LDMOS功放电路的设计与实现

介绍了一种VHF频段宽带大功率LDMOS功放的设计方法,使用ADS仿真软件对其大信号模型的阻抗参数进行了提取,通过宽带巴伦匹配技术实现了匹配电路的设计。利用谐波平衡法对功放电路的增益和效率指标进行仿真,并与实物测试数据对比,验证了设计方法的可行性。该功放电路在VHF频段100%相对带宽内,实现输出功率大于1000 W,效率高于70%,带内波动优于1 dB的指标。文中为VHF频段宽带大功率LDMOS功放电路的设计提供了一种可行的设计方法,可应用于同类型功放电路的设计中,具有广阔的工程应用前景。     

用ADS进行宽带微波功放的仿真设计

宽带大功率微波功放在通信对抗中的应用越来越广泛，而宽带功放的设计在国内还处于起步阶段。介绍了一种用ADS技术来设计宽带微波功放模块的方法，利用MESFET功放管提供的静态Ⅳ特性曲线和小信号S参数，分别优化放大器的输入输出匹配电路，以期达到宽频带大输出功率的目的。通过一个1～2GHz 10W功放模块的设计实例，较为详细地介绍了ADS技术在设计过程中的应用，最后给出了试验电路的测试结果。     

基于宽带高增益的放大器设计

文中介绍了一种基于集成运算放大器实现的宽带高增益放大器,本系统创造性地利用两级宽带运放VCA822压控放大,宽带运算放大器OPA690输出,完成了一个通频带50 kHz~40 MHz,增益0~68 dB可调的宽带高增益放大器。放大器噪声小,通频带范围宽,最大放大倍数大,后级加入了开关手动切换的自动增益控制电路模块,自制电源降压模块。系统采用多种方式消除了高增益,高频自激。放大器输入输出阻抗均为50Ω,方便和前后级电路匹配。