并发双波段可重构功率放大器仿真设计

采用分布式PIN开关和并发双波段阻抗变换网络,实现了一种可重构高效率多波段功率放大器。与其他可重构放大器相比,该功率放大器降低了输出匹配电路的设计复杂度和开关对匹配电路的影响,有效节约了频谱资源,电路结构简单。双扇形开路微带线的使用拓展了高输入阻抗偏置电路的带宽。在进行匹配电路设计时,考虑了晶体管的寄生参数。仿真结果表明,该功率放大器具有高输出效率和良好的增益平坦度,验证了该方案的可行性。     

基于RF MEMS开关的新型双频带功率放大器

RF MEMS开关具有低损耗、低功耗、尺寸小和易于集成等优点而被广泛应用于各种可重构射频电路及系统中。通过分析比较电容并联式和串联式RF MEMS开关两种电路结构的射频性能,设计了一种基于RF MEMS开关的新型功率放大器,使用RF MEMS开关控制匹配网络来实现双工作频带的转换。结果表明,设计的功率放大器在2.35GHz和1.25GHz两个工作频带下,功率附加效率(PAE)和输出功率(Pout)可分别达到72%、67%及40.8、42.7dBm。该功率放大器具有较高的功率附加效率和输出功率,适用于多频带的射频系统,对RF MEMS器件在可重构系统中的应用具有一定参考价值。     

基于PIN开关的可重构双波段功率放大器设计

为满足5G通信中多标准、多模式系统对功率放大器的需求,提出了一种新型的可重构双波段匹配电路结构.首先,在输出匹配网络中加入分布式PIN开关,通过开关的闭合与断开实现两个双波段输出匹配电路的良好匹配;然后,基于带通滤波器理论设计的宽带输入匹配网络,能够实现1.5～2.5 GHz频段内的良好匹配.为验证方法的有效性,采用C...     

双频带可重构功率放大器设计

为解决5G无线通信系统中频谱资源日益紧张的问题,提出了一种新颖的双频带可重构电路结构. 该结构在输出匹配上使用PIN开关控制支路的工作状态,可完成不同工作波段的切换. 首先,基于宽带滤波器理论设计了输入匹配,实现了1.5~4.5 GHz的良好匹配;然后使用LC谐振理论和π等效,将集总电路转化为分布电路,优化了电路在高频处的性能;最后,设计并制作了一种部分覆盖L、S和C波段的可重构功率放大器. 测试结果表明:在1.50~2.85 GHz时输出功率大于39.5 dBm,功率附加效率（power added efficiency,PAE）大于39.5%;在3.15~4.50 GHz输出功率大于38.1 dBm,PAE大于43.5%. 测试结果满足设计要求,验证了理论的正确性. 该结构综合了可重构和宽带技术的优点,对无线通信系统未来的发展有着重要的意义.     

微带线E类功率放大器的设计与实现

E类功率放大器作为开关模式放大器一种,其理想效率为100%。一种简单微带线拓扑网络的E类功率放大器被提出,这种微带线负载网络不仅满足E类功率放大器工作模式的特殊要求,而且对高次谐波有很好的抑制性,同时通过增加合适的偏置微带线可以拓宽放大器的工作带宽。采用ADS软件仿真电路,并在1GHz频率点电路实现了输出功率为4W,漏极效率为73.4%,其中漏极效率效率在63%以上的电路带宽为200MHz。     

基于接地式开关的三波段可重构功率放大器的设计

采用基于接地式开关的单频可重构阻抗变换网络,设计了一款可以工作在三个波段的可重构功率放大器。与其他可重构功率放大器相比,该功放输出匹配电路的设计复杂度相对较低,对各个工作频率的跨度要求很小,同时有效节约了频谱资源。为了验证方案的可行性,采用型号为CGH40010F 的GaN 晶体管设计了一款工作在1.75 GHz、2.1 GHz 和2.6 GHz 的可重构功率放大器,制作实物并进行测试。测试结果表明该结构使功放在工作的三个频段上具有良好的输出功率、效率及增益,各个频段之间的切换更加方便。     

通信基站成对可重构四波段功率放大器的应用研究

为满足通信基站对功率放大器的需求,提出了一种新型的成对可重构四波段阻抗变换器,该阻抗变换器采用双Π 型与T 型的混合结构,通过插入PIN 二极管实现匹配电路的可重构性。经理论推导和仿真优化,设计的可重构四波段匹配电路可实现任意四个频率上的任意四个不同复数阻抗到实负载端的匹配,实现了在四个工作频率下的扼流。最终设计了一款可应用于2G—5G 通信标准下移动通信基站的可重构四波段功放模块。实测功放饱和输出功率在10 W 左右,且增益平坦度小于±1 dB,在饱和输出功率下的最大附加效率可达到39.5%,同时具有高增益平坦度的特点,整体电路结构简单。     

9～15 GHz GaAs MMIC宽带高效率功率放大器

基于0.15μm栅长GaAs E-PHEMT工艺,设计了一款可应用于X波段和Ku波段的宽带高效率功率放大器.针对二次谐波会明显降低功率放大器效率的问题,采用四分之一波长微带线组成输出端偏置网络,将二次谐波短接到地,有效地提高了功率附加效率;通过分析匹配网络级数对宽带匹配的影响,输出匹配电路采用电容微带线组成的两级电抗网...     

基于多级不对称耦合器负群延时电路研究

提出了一种基于多级不对称耦合器结构的负群延时电路。通过合理设置耦合器的耦合系数,可以在多节耦合线耦合器的耦合端得到带宽较宽的负群延时效果,和采用集总电阻、电容元器件构成的带阻结构的传统负群延时电路相比,该电路设计全部采用分布式耦合微带线实现,集成化程度高,插入损耗小、可应用于更高的频段。此电路结构可广泛用于功率放大器前端,用以提高放大器的效率。     

可重构多波段功率放大器设计与研究

为满足现代无线通信系统对多模式多制式功放的要求,提出了一种基于谐波抑制且双开关控制的可重构多波段功率放大器设计方案。利用单刀单掷PIN开关调节输入匹配网络中的可变电容,实现了三个频段处输入匹配网络的自由切换;利用单刀三掷开关控制带有谐波抑制的三路输出匹配网络,功放可工作在三个频段并提高了整体效率。为验证上述方案的可行性,采用型号为CGH40010F的GaN晶体管设计了一款工作在1.75 GHz、2.1 GHz和2.6 GHz的可重构功率放大器。制作了实物并测试,测试结果表明,在三个频段处功放的增益均大于10.2 dB,效率大于41.5%,输出功率约为38 dBm。满足基站对功放多模式多制式的要求,为无线系统模块设计提供了一种新颖的功放结构。     

一种消除X波段低噪声放大器低频振荡的方法

为了消除X波段低噪声放大器(LNA)设计中在低频端产生的振荡,提出了在输入级HJ-FET管的栅极和源极之间跨接一定长度微带线的方法.通过优化微带线的长度从而消除了多级级联LNA电路中低频端产生的振荡,同时改善了电路的匹配特性,降低了输入端电压驻波比,使带内输入电压驻波比由1.868降低到1.403,提高了LNA工作的稳定性,而噪声性能仅有很小变化.     

A MEMS reconfigurable matching network for a class AB amplifier

This letter presents the design of a reconfigurable amplifier with an adaptive matching network implemented by shunt MEMS switches. In particular, the MEMS switches are used as capacitive stubs in double-stub matching circuit designs. The effective capacitance of the switches can be varied by switch activation which results in a change of the matching configuration. The RF response of the adaptive matching network is studied and the power performance of the amplifier is presented.     

A vertically periodic defected ground structure and its application in reducing the size of microwave circuits

The microstrip and coplanar waveguide transmission lines combined by a vertically periodic defected ground structure (VPDGS) are proposed. The slow-wave effect, equivalent circuit, and the performances are shown. As an application example, VPDGS is adopted in the matching networks of an amplifier for size-reduction. Two series microstrip lines in input and output matching networks of the amplifier are reduced to 38.5% and 44.4% of the original lengths, respectively, due to the increased slow-wave effects, while the amplifier performances are preserved.     

Microwave Power GaAs FET Amplifiers

The development of broad-band microwave amplifiers using state-of-the-art GaAs power FET's covering the 6-12-GHz frequency band is presented. A unique circuit topology incorporating an edge-coupled transmission line section for both impedance matching and input/output dc blocking is described. The microstrip circuit design of an X-band 1-W 22-dB-gain GaAs FET amplifier is also discussed. Microwave performance characteristics such as intermodulation, AM-to-PM conversion, and noise figure are included.     

Application of defected ground structure in reducing the size ofamplifiers

This letter presents a new technique to reduce the size of microwave amplifiers using a defected ground structure (DGS). The DGS on the ground plane of a microstrip line provides an additional effective inductive component, which enables a microstrip line with very high impedance to be realized and shows slow-wave characteristics. The resultant electrical length of the microstrip line with DGS is longer than that of a conventional line for the same physical length. Therefore, the microstrip line with DGS can be shortened in order to maintain the same electrical length, matching, and performances of the basic (original) amplifier. To confirm the validity of this idea, two amplifiers, one of which is designed using a conventional microstrip line and the other is reduced using DGS, are fabricated, measured, and compared. The performance of the reduced amplifier with DGS is quite similar to that of the basic amplifier, even though the series microstrip lines with DGS are much smaller than those of the basic amplifier by 53.8% and 55.6% at input and output matching networks, respectively