宽带功率放大器输出稳定方法

在宽频带大功率放大器研制中,一般希望放大器能在一定变化范围的激励电平下和所要求的频率范围内输出平稳而足够的功率.对于宽频带功率放大器,由于晶体管本身复杂的频率特性,虽可采用宽频带四配网络来展宽频带,但设计出的放大器在宽频带范围内(尤其是2个倍频程以上的频带)仍具有较强的频率特性,因而使放大器的输出功率在宽频带范围内大起大落,甚至过载而烧毁功放管.对于点频或窄带放大     

L波段大功率小型化固态功放设计与实现

提高雷达发射机的输出功率和功率密度是增大雷达功率孔径积的有效途径。文中通过LDMOS、Si双极型功率管以及CaAs单片集成电路等固态微波半导体功率器件的混合集成,研制出具有大功率、小型化特点的固态功率放大器,为输出功率和功率密度的提高提供了一种有效的方法。对LDMOS功率管电路优化仿真设计进行了详细论述,为实现小型化,提出了微带线分布参数与集中参数元件相结合的匹配电路方式。     

微波、毫米波GaN HEMT与MMIC的新进展

综述了近几年微波、毫米波氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)与单片微波集成电路(MMIC)在高效率、宽频带、高功率和先进热管理等方面的应用创新进展.介绍了基于GaN HEMT器件所具有的高功率密度和高击穿电压,采用波形工程原理设计的各类开关模式的高效率功率放大器,以及基于GaN HEMT器件的高功率密度、高阻抗的特点与先进的宽带拓扑电路和功率合成技术相结合的宽频带和高功率放大器.详细介绍了微波高端和毫米波段的高效率、宽频带和高功率放大器,多功能电路和多功能集成的GaN MMIC.最后阐述了由于GaN HEMT的功率密度是其他半导体器件的数倍,其先进热管理的创新研究也成为热点.     

基于LDMOS 器件的高功率宽带小型化功率放大器

相对于双极型Si功率器件,LDMOS功率器件在增益、线性度、可靠性等方面具有明显的优势而且成本较低。理论分析表明,固态雷达发射系统应用该功率器件可以减轻发射系统的重量和减小体积,提高输出功率和功率密度。本文依据相控阵雷达实际需求,利用LDMOS功率器件设计出一款P波段1000W高功率宽带小型化功率放大器。通过设计宽带输入、输出匹配网络实现放大器宽带工作(相对工作带宽50%),通过小型化紧凑电路设计和减重设计减小功率放大器体积和减轻重量,实现功放模块体积小(55×95mm)、重量轻(120g)的设计要求,通过漏极调制电路提高功率放大器的效率。实测结果与传统Si器件功率放大器相比,该功率放大器具有高输出功率及功率密度、体积小、重量轻、工作带宽宽的特点。     

基于国产GaN HEMT器件的星载高效固放设计

介绍了一种L波段星载高效固态功放,对其中末级功率放大器的设计、固放热设计以及技术指标进行了详细阐述。末级功率放大器基于国产GaN HEMT器件,采用一种紧凑型的F类设计技术,输出功率大于48dBm,功率附加效率大于70%。对固态功放进行了60°C条件下的热仿真,微波功率管工作结温满足航天降额要求。功放测试结果表明:在工作带宽100 MHz内,连续波输出功率大于47.2dBm,效率大于52%;在温度范围-20°C~60°C条件下,输出功率稳定度小于0.2dB,群时延变化小于0.2ns。设计满足星载固态功放高功率、高效率、高可靠的应用要求。     

S波段超宽带固态功率放大器的研制

本文结合一款新研制的S波段超宽带固态功率放大器,介绍了超宽带固态功率放大器的设计理论和方法,根据砷化镓场效应晶体管的小信号S参数和I-V曲线,用微波仿真软件对功率管的输入、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～4GHz的频带范围内,输入功率为40mW时,输出功率大于20W,带内功率起伏小于1.5dB.     

一种紧凑型的宽频带单脊波导功分器

提出一种宽频带、小型化单脊波导功分器结构。分支波导采用标准单脊波导,在维持较高功率容量的条件下拓展了传输模的主模带宽。在T型结处设置一容性金属平板与分支单脊波导相接构成一个宽带电抗性调谐元件,在主模带宽拓展的情况下有效地实现了T型结的宽带匹配。为了能够与标准器件连接,设计了单脊波导-标准矩形波导转换器件,采用多级阶梯匹配的形式使转换器件的阻抗带宽与T型结保持一致。利用高频仿真软件HFSS进行仿真优化,结果显示该功分器在25~40 GHz频率范围内,回波损耗小于–20 d B,信号波动优于0.04 d B,相对带宽为46.2%,实际内部尺寸比标准波导功分器减少38%。该单脊波导功分器具有低损耗、小型化和宽频带的优点,可以广泛应用于雷达、天线以及功率放大器等微波设备。     

C波段GaN固态功放及其功率合成器研制北大核心CSCD

介绍了一种C波段高功率高效率GaN固态功率放大器及其径向同轴功率合成器研究成果,基于该功率合成器设计出一种C波段输出功率110 W(CW)、效率40%的高效率GaN功率放大器。实验测试结果:表明采用四路C波段30 W GaN功放径向同轴功率合成方法,其功率合成效率达93%,解决了实际工程应用中C波段高功率微波功率放大器的高效率问题,为下一步研制更高性能高效率高功率固态功率放大器探索出一种可行的技术方法。     

卫星广播电视地球站固态高功率放大器性能分析

随着微波半导体晶体管技术、新型材料的发展,固态高功率放大器的功率模块也从砷化镓场效应晶体管发展为氮化镓场效应晶体管,本文介绍了固态高功率放大器的基本原理,对采用砷化镓和氮化镓技术的两类固态高功率放大器的主要技术指标进行了比较.     

毫米波固态功率放大器的高效合成器

介绍了毫米波固态功率放大器的应用与发展现状,提出了一种新颖高效的2×2鳍线叠层式毫米波宽带功率合成结构,利用三维电磁场软件HFSS建模仿真,在32～36 GHz带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.1 dB,与实测结果符合较好,据此研制出10 W功率模块。并设计了低损耗八合一空间波导合成器,实测带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.25 dB,最终研制出在32～36 GHz内输出功率大于70 W的饱和脉冲固态功率放大器,合成效率为87%以上,合成效率较高。     

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。     

VHF频段宽带功放设计

针对VHF频段70³00 MHz,20 W宽带功率放大器的工程设计与实现方案进行了介绍。对各级功率放大器的增益进行了合理分配,对各级功率放大器的外围匹配电路进行了详细设计。以阻抗变换器结构和并联负反馈宽带匹配结构及功率回退法等方法为基础,优化设计,合理布局,最终使所设计的功率放大器达到了预期的指标要求。对功率放大器进行了认真的调试和详细的测试,结果表明,各项指标满足要求。     

A feedforward technique with frequency-dependent current mirrorsfor a low-voltage wideband amplifier

A feedforward technique using frequency-dependent current mirrors for a low-voltage wideband amplifier is presented. In the conventional single-stage wideband amplifiers, the folded cascode structure is used. However, the common-gate transistor requires an additional V_{DS sat} and reduces the available output voltage range. In this study the cascode structure is avoided; instead, a frequency-dependent current mirror, whose input impedance becomes higher for a higher frequency, is used to form the feedforward path from the input of the current mirror with a feedforward capacitor. This technique is effective to improve a 100 MHz-1 GHz frequency characteristic of the amplifier. The amplifier has been fabricated using the standard 0.8 μm CMOS process. The phase margin is improved from 46-66° without sacrificing the unity gain frequency of 133 MHz compared with the amplifier without this technique. The amplifier operates at 2.5 V power supply voltage and consumes 12 mW     

毫米波宽带综合化信道技术研究进展与展望

根据现代毫米波频段军民用电子信息系统并行多功能、全频带、集成化发展趋势,提出了毫米波综合化信道技术发展需求。综述了国内外宽带综合化信道架构和关键技术研究进展,提出了基于可配置宽带毫米波前端的信道架构、全信道单片集成、超导技术、宽带线性固态功放等毫米波综合化信道技术发展方向,给出了开展毫米波宽带综合化信道技术研究的建议。     

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。     

基于GaN HEMT 器件的宽带高效功率放大器

介绍一种宽带高效放大器设计方法,并基于GaN HEMT器件研制了宽带高效功率放大器。采用源牵引和负载牵引方法获得适应宽带条件的最佳源阻抗和负载阻抗,然后综合宽带匹配网络并实现测试电路设计。实测结果表明,该放大器在0.9～2.7GHz工作频带范围内,放大器输出功率均大于10W,工作效率在51%～72%之间,增益大于13dB。为改善放大器线性度指标,采用商用预失真芯片搭建简单的预失真电路对放大器进行线性化校正,并给出了详细的测试结果。     

UHF宽带固态大功率放大器的设计与实现

由于器件和技术的原因,通信侦察的大功率宽带固态功放对国外有着很大的依赖性。因此,为解决当前的技术瓶颈,探讨了宽带大功率放大模块和大功率分路器、合路器的设计方法。以此为基础,利用合理的散热设计和过热保护电路,设计并实现了一套UHF宽带固态大功率放大器。     

A 3–8 GHz Low-Noise CMOS Amplifier

A wideband CMOS low-noise amplifier (LNA) is proposed by using the concept of mutual coupling technique implemented through a symmetric center-tap inductor. A frequency widening network is designed with a center-tap inductor at the input and the output of an LNA to achieve bandwidth extension with a single stage amplifier. The proposed wideband low noise amplifier is implemented in the 0.18 mum CMOS technology. This design obtains a bandwidth of 3-8 GHz with a power consumption of 3.77 mW from a 1.8 V supply.     

应用于60GHz无线收发机内的带宽大于3GHz的无电感CMOS可编译增益放大器

这篇文章呈现了一个应用于60GHz无线收发机内的带宽大于3GHz的无电感CMOS可编译增益放大器,使用了改进的带负电容抵消技术Cherry-hooper放大器作为增益单元,采用了新颖的电路技术来实现增益调节,该技术在宽带PGA的设计中具有普适性,并且可以大大简化宽带PGA的设计。PGA通过两级增益单元和一级输出BUFFER的级联获得了最大增益30dB和远宽于3GHz的带宽。该PGA集成进整个60GHz无线收发机里面并且用TSMC65nm的CMOS工艺获得实现。整个接收机前端的测试结果表明接收机前端获得了18dB的可变增益范围和>3GHz的带宽,这证明提出的PGA本身获得了18dB的可变增益范围并且带宽是远大于3GHz的。该PGA电源电压为1.2V,功耗为10.7mW,核心版图面积仅仅为0.025mm^2。     

Cross Cancellation TechniqueEmploying an Error Amplifier

In this letter, we propose a new distortion cancellation mechanism for a balanced power amplifier (PA) structure using the cross cancellation technique employing an error amplifier. The proposed cross cancellation balanced linear PA is implemented in the IMT-2000 ( 2.14GHz) band. With commercial PAs with a peak power of 240 W for base-station application, the proposed system shows 18.6 dB improvement at an average output power of 40 dBm for adjacent channel leakage ratio measurement with wideband code division multiple access 4FA signal. The efficiency of the proposed structure is about 2% higher than the conventional feedforward amplifier for modulated carrier.