L波段F类高效率载片式功率放大器设计

为解决传统F类功率放大器受晶体管输出电容和输出电感影响,导致调谐匹配网络结构复杂的问题,提出了一种紧凑型的输出调谐匹配电路结构。通过分析基波匹配电路的阻抗特性,在谐波频率处可将其等效为一段有限的到地电抗。在设计谐波匹配电路时,将该电抗元件与谐波匹配电路进行协同设计,避免引入多余的元件来消除基波匹配网络对谐波匹配网络的影响,减小了功放的整体面积。最后,仅引入一个LC串联谐振网络,实现对输出二次\\三次谐波的控制以提高输出效率。基于该电路结构,采用0.25 μm GaN HEMT管芯设计了一款L波段高效率功率放大器,并且使用内匹配技术在7 mm×8 mm铜-钼-铜载片上实现。实测结果表明,在漏源电压28 V、10%占空比的脉冲输入的工作条件下,该功率放大器在1.18~1.42 GHz频带内实现饱和输出功率48.1~48.4 dBm,功率附加效率61%~63%,功率增益大于26 dB。该结构在提高效率的同时,降低了电路复杂度。     

高效率Doherty功率放大器的设计

针对传统Doherty功放效率低下的问题,将谐波控制理论和Doherty理论进行结合,提出了一种新型拓扑结构。该结构能够实现对所有高次谐波的控制,能将偶次谐波匹配到短路终端、奇次谐波匹配到开路终端。同时,使用高频仿真软件进行电路的拓扑结构建模,对设计完成的功放进行验证。仿真结果表明：在1.6～1.9 GHz的频率范围内,低功率状态时,漏极效率介于61.5%～69.0%之间,输出功率为38.0～41.5 dBm,大信号增益大于15 dB;高功率状态时,漏极效率为介于64.5%～72.0%之间,输出功率为40～43 dBm,大信号增益大于10 dB。     

高效率射频功率放大器分析论述

功率放大器是通讯设备中的重要部件,其广泛应用于无线射频通讯、电视广播以及雷达等领域,在现代生活中发挥着巨大的作用.为更好的发挥高效率射频功率放大器在生活中的作用,本文主要对高频率射频功率放大器的关键技术进行了分析,具体了分析了高频率射频功率放大器的工作原理,以及在不同的工作条件下其可能出现的性能变化.     

高二次谐波抑制度UHF波段功率放大器

设计了一款470~510 MHz波段的功率放大器电路,给出了功率放大器的设计方法和过程,使用负反馈技术提高电路的稳定性并改善了电路部分性能,采用集总元件及微带传输线混合方式实现了电路匹配。使用ADS对电路进行了仿真,对电路加工后进行测试,测试结果表明增益大于11.2 dB,二次谐波抑制能力优于-24 dB,P1dB输出功率大于11 dBm,测试结果与仿真结果接近。     

2～6 GHz 100 W高效率平衡式功率放大器的研制

为解决传统宽带大功率放大器工作效率低的问题,采用新型电阻电抗连续B/J类功放模式拓展晶体管高效率的输出负载阻抗空间,从而提高宽带功放的漏级输出效率。提出了一款基于0.25μm栅长的氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的平衡式功放。该功放将LC匹配网络和切比雪夫阻抗变换器相结合实现GaN HEMT器件宽带输入输出阻抗匹配,并利用3 dB Lange耦合器实现宽带平衡式功率合成。在连续波测试条件下,该平衡式功放在2～6 GHz频带内输出功率大于100 W,漏极效率大于45%,功率增益大于9.0 dB,抗负载失配比优于5:1。     

C波段GaN HEMT功率放大器设计

该文介绍了一款应用于38 GHz的大功率超宽带功率放大器。电路设计中采用了键合线连接裸片与微带电路,并对该部分单独进行电磁场仿真。采用渐变微带线的方法实现了宽带匹配,通过HFSS与ADS的联合仿真优化设计,完成了大功率宽频带的功率放大器设计和仿真过程,仿真结果表明在频率38 GHz范围内增益（8．5＆#177;1） dB,1 dB压缩点输出功率为48 dBm最大饱和功率为49．5 dBm。     

基于Sweet Spot的线性高效率功率放大器设计

该文通过IMD Sweet Spot解决高效功率放大器的线性问题,使功率放大器在保证一定线性指标时还保持了高效率。IMD Sweet Spot是由受偏置电压影响的小信号失真(弱非线性)和由器件的开启及饱和特性所决定的大信号失真(强非线性)相互作用的结果。通过改变偏置电压可以控制其弱非线性,从而控制IMD Sweet Spot的产生。寻求合适的偏置电压使得IMD Sweet Spot在增益开始压缩时产生,功率放大器可以有较高的效率,且线性较好。基于该原理设计的线性高效功放测试结果表明,在中心频率2.2 GHz处输出功率为37.1 dBm时,三阶交调失真分量(IMD3)和五阶交调失真分量(IMD5)均小于-30 dBc,此时漏极效率达到53.4%。     

提高A/B类功率放大器主要性能的设计方法研究

本文介绍了用于驱动水声发射换能器的A/B类功率放大器的基本构成和工作原理,给出了降低输出低电平噪声、稳定静态工作点、提高线性动态范围的方法,为开展相关研制的工程技术人员提供了参考。     

D类音频功率放大器设计

论述了D类音频功率放大器的工作原理及设计原则 .利用计算机辅助设计软件设计并仿真出一款D类功率放大器 ,同时实际制作出该电路 ,经实际测试 :证明该放大器完全可满足设计要求 ,高效率是D类音频功率放大器所具有的最大优点     

宽带D类超声功率放大器的设计与实现

为了解决大阵列相控的功率、效率及散热问题,促进相控声场的非接触物体操控及其在医学超声中的实际应用,设计了一种PWM型D类超声宽带功率放大器. 对阻性和抗性负载的输出波形开展谐波失真、负载电压和输出功率的测量结果表明:该电路可对20～400 kHz的中低频超声输入信号进行功率放大,其最大输出功率可达46 W,效率超过78%. 该电路具有输出内阻小、阻抗匹配简单、相位保持度高、功率损耗低和发热小的优点,可为超声技术在生物医学中的应用提供电路基础,实现大规模相控阵列的精确驱动,具有良好的推广价值.     

X 波段单级氮化镓固态放大器

利用自主研制的SiC 衬底的栅宽为2.5mm的AlGaN/GaN HEMT器件,设计完成了单级X波段氮化镓固态放大器模块．模块由AlGaN/GaN HEMT器件、偏置电路和微带匹配电路构成．采用金属腔体和测试夹具,保证在连续波下具有良好的接地和散热性能．利用双偏置电路馈电,并且采用独特的电容电阻网络和栅极串联电阻消除了低频和射频振荡．利用微带短截线完成了器件的输入输出匹配．在 8GHz频率及连续波情况下(直流偏置电压为 V_ds= 27V, V_gs= -4.0V),放大器线性增益为 5.6dB,最大效率为30.5％,输出功率最大可达 40.25dBm (10.5W),此时增益压缩为 2dB．在带宽为 500MHz内,输出功率变化为 1dB．     

W-band 3.4 W/mm GaN power amplifier MMIC

A high power density monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is presented for W band application. The chip is fabricated using the 100 nm GaN high electron mobility transistor (HEMT) technology on a 50 μm SiC substrate. The amplifier is designed for a high gain and high output power with three stage topology and low-loss impedance matching networks designed with high and low characteristic impedance micro-strips and metal-insulator-metal (MIM) capacitors. And quarter-wave micro-strips are employed for the DC bias networks, while the power amplifier is also fully integrated with bias networks on the wafer.Measurement results show that, at the drain bias of 15 V, the amplifier MMIC achieves a typical small signal gain of 20 dB within the frequency range of 88~98 GHz. Moreover, the saturated output power is more than 250 mW at the continuous-wave mode. At 98 GHz, a peak output power of 405 mW has been achieved with an associated power gain of 13 dB and a power-added-efficiency of 14.4%. Thus, this GaN MMIC delivers a corresponding peak power density of 3.4 W/mm at the W band.     

D类放大器在防空数字电声警报器中的应用

阐述了防空数字电声警报器中大功率D类放大器的构成、原理、效率及其应用问题。D类放大器要放大的信号是经过调制的脉冲宽度信号即PWM信号。音频信号（警报信号）的幅度只是用来调制脉冲载波信号的宽度,功率放大器完全处于开关状态,大幅度减少功率输出器件的自身功耗。采用场效应管（NMOSFET）的全桥结构＋巴特沃特低通滤波器的架构,实现了大功率、超大功率的警报信号功率要求,解决了D类放大器在防空电声警报器中应用的难题,在生产中达到了警报功率输出效率93％～95％。在正弦信号输出时效率达到90％。这样的高效率是AB类模拟大功率放大器输出功率无法比拟的,使防空警报器实现了整体数字化。     

2.5~2.7 GHz高效率低谐波失真的功率放大器

基于InGaP/GaAs HBT工艺设计了一款工作频段为2.5～2.7 GHz的高效率低谐波失真的功率放大器.该功放通过在输出匹配网络中引入多个LC谐振网络组合有效抑制了在负载处的高次谐波能量,进而提高了效率.仿真结果表明,该功率放大器在4.5 V的供电电压下,可以在2.5～2.7 GHz工作频率范围内实现37.6 dB的高增益输出,饱和输出功率可达32 dBm以及对应大于36%的功率附加效率(PAE),二次和三次谐波都小于-60 dBc.     

OFDM系统高效Doherty功率放大器设计

针对OFDM信号的高峰均比(PAPR)特性,提出了一种倒置结构的Doherty功率放大器．使Doherty的输出结合点由峰值放大器的末端转换到载波放大器的末端,提高了载波放大器的负载调制效率．与传统的Doherty功率放大器相比,其有效的负载调制使该功率放大器的功率附加效率提高了3％．实测结果表明,该放大器在功率回退10dB时仍维持27.8％的功率附加效率,同时其三阶互调失真(IMD3)和邻道泄漏比(ACLR)分别有2.5dB和2dB的改进,适用于OFDM通信．     

针对宽带功率放大器设计的人工神经网络算法

为了实现准确快速设计宽带匹配网络的目的, 提出了基于人工神经网络设计宽带高效功率放大器的新方法。通过对匹配网络及晶体管阻抗特性的分析,借助人工神经网络对功率放大器的匹配网络进行建模。结合训练模型与优化方法设计宽带匹配网络初值,在指定的频带内满足晶体管最优阻抗随频率变化的曲线。选择商用的氮化镓高电子迁移率晶体管,分别设计了六阶低通网络为输入和输出匹配网络,实现了一款工作在0.2~1.6 GHz的宽带高效率功率放大器。仿真结果表明,在0.2~1.6 GHz(轴比带比约为156%)的带宽范围内,功率放大器达到64.5%~80.5%的漏极效率,输出功率为40.0~41.6 dBm,频带内增益为11.1~12.6 dB。该方法提升了宽带功率放大器匹配网络的设计速度与准确性。     

一种无滤波器的高效立体声D类音频功率放大器

基于CSMC 0.5μm DPDM CMOS工艺设计了一种高效率的D类音频功率放大器,利用全差分型积分负反馈技术和全集成H桥式输出结构实现了该音频功放的无滤波器应用．仿真和测试结果均表明: 在电源电压5V,无外部滤波器,总谐波失真与噪声之和小于0.5％的条件下,该功放可向3Ω负载电阻提供大于3.5W×2的输出功率; 电源电压在3~6V范围内,最大转换效率可达90％以上; 电源电压为5V,输出功率小于3.0W时,每个通道的总谐波失真与噪声之和小于0.1％．     

前馈与Doherty技术结合的功放研究

将前馈技术与Doherty技术相结合,以满足功率放大器在效率和线性度方面的要求,同时对前馈系统幅度、相位、延时不平衡的影响进行了分析,就其效率因素和增强效率的方法进行了讨论;还分析了Doherty功率放大器中峰值放大器的栅极偏压（Vgs）和峰值补偿线长度对获得峰值效率点的影响,最后把用LDMOS管设计的Doherty功放作前馈系统的主功放,与平衡结构作主功放的前馈系统相比较,仿真结果显示IMEh达到-65dBc时,其效率提高了5％。