负载牵引技术在小型化宽频带固态功放设计中的应用

运用负载牵引技术,通过谐波平衡法,设计了倍频程带宽的小型化宽频带微波固态功率放大器。本文中的设计方法可以对功率放大器的输出功率-频率特性、实际功率增益-频率特性、功率附加效率-频率特性、中心频点的输入-输出特性等各项微波性能进行预先估计,是小型化宽频带固态功率放大器设计的一条有效途径。     

基于负载牵引技术的射频功率放大器设计

本文描述了微波电路中基于负载牵引技术的WLAN功率放大器的设计方法。笔者采用CMOS工艺设计了两级差分放大电路,并对该差分放大电路进行负载牵引。在此基础上,我们设计了输入输出匹配网络,最后使用ADS软件进行整体仿真。结果表明,在1．8V电源电压下,放大器增益为29dB,1dB压缩点的输出功率为18．3dBm,功率附加效率为16．8％,满足系统指标要求。     

基于负载牵引技术的基站功率放大器设计

为了快速准确地设计出高功率基站功放,在研究负载牵引测试系统架构、原理和工作流程的基础上,采用安捷伦公司的先进设计系统软件内置负载牵引模块,应用负载牵引法设计了一款用于基站系统的功放。对完成匹配的功放进行优化仿真,得到了满足设计指标要求的匹配参数,再根据这些匹配参数制作实际功放,并对该功放进行实际测试,测试结果满足高增益、高输出功率、高效率和高线性度的要求,故在预失真线性化基础上,该功放能很好地应用于基站系统中,提高系统性能。     

基于动态栅压功放的高效超宽带发射机结构

提出的超宽带射频发射机的结构具有良好的效率和线性度。设计和制作了一款宽带的动态栅压偏 置的功率放大器。动态栅压偏置可以获得优良的宽带性能。总发射机可以支持184.32 MHz 的调制带宽。基带信 号和相关偏置电压由宽带模拟基带处理单元生成。基带信号经过直接变频的调制方式到达功放输入端,偏置电压 经过差分运放以及延时电路到达功放栅极。实验结果表明,与传统A 类功放相比,动态栅压偏置可以增加系统的效 率和线性度。     

超宽带高效率功放技术研究

重点研究了宽带功放的设计技术,首先研究了从Bode-Fano约束条件出发推出了宽带功放的实现条件,根据此条件选择相应器件,对其宽带阻抗进行匹配,实现了Class AB的宽待性能,然后重点研究宽带负载调制网络,通过方针验证方案的正确性,最后仿真设计了超宽带Doherty~([1])PA(Power amplifier)。     

CDMA功放电路副谐波负载牵引特性与建模研究

为了从理论上解释副谐波负载牵引实验中的各种非线性现象 ,对一个 A类 MESFET功放进行了研究。通过研究副谐波牵引条件下的输出信号波形图和上下信道 IM3的差异图 ,并结合电路分析 ,讨论了实验中以往文献采用 Volterra级数法无法解释的非线性特性 ;并进一步分析了偏置条件和输入信号功率对副谐波牵引特性的影响。     

基于负载牵引的S波段40W LDMOS功率放大器设计

摘要：针对LDMOS功率放大器在S波段的设计难点,文中介绍了基于负载牵引测试技术的LDMOS功率放大器设计方法。阐述了负载牵引的测试系统和测试原理,并对LDMOS预匹配管进行了负载牵引测试,利用测试结果设计了一个工作频率为2.7～3.1GHz的LDMOS功放。功放的测试结果显示,工作频带内输出功率大于40W,增益超过11dB,效率超过了40%。从而为LDMOS功率放大器在S波段的设计提供了良好的借鉴作用。     

基于负载牵引测试系统的功率管参数提取

对微波功率固态器件进行负载牵引测量是一项有重要意义的基础研究工作.利用负载牵引自动化测试系统对工作频率为1.2～1.4GHz的某硅双极型晶体管进行了负载牵引测量.首先介绍了负载牵引法测试功率管大信号参数的基本原理和测试系统组成,其次对测量过程中的关键技术进行了详细的说明,并提取出器件的大信号阻抗参数.测量结果表明,通过负载牵引测量可获得具有重要参考价值的功率等值线阻抗圆图,从而可为大功率宽带匹配网络设计提供参考.     

基于Wi-Fi6频段双频F类功放的设计

射频多频系统的应用越来越广泛,而功率放大器作为射频发射系统前端的关键部分,其效率和性能一直是设计的重点。本文设计了一种基于Wi-Fi6频段的高效率双频F类功率放大器。通过设计的双频谐波控制网络来精确的控制两个频率的二次和三次谐波,ADS中版图仿真结果显示该双频F类功放在2.4GHz-2.49GHz时,功率附加效率(Power added efficiency, PAE)超过67%,增益大于13dB,在5.725GHz-5.875GHz时,PAE维持在49%-52%,增益大于10.4dB,并且在两个频率的二次谐波和三次谐波都得了有效的抑制,满足射频前端发射机的性能要求。     

基于谐波控制的高效线性功率放大器设计

为了满足当前第五代移动通信系统对高速率传输的要求,采用谐波控制的方法设计了一款高效线性功率放大器。结合三阶交调分量的产生机制,综合考虑基带阻抗、基波阻抗及二次谐波阻抗对输出功率、效率和线性度的影响,在保证效率的基础之上,改善功放线性度。并采用紧凑、便于集成的耦合线SIR(Step Impedance Resonator)带通滤波器作为输出匹配网络,实现对谐波的抑制。该功率放大器采用GaN HEMT器件CGH40010F,通过仿真与实物测试,验证了该方案的可行性,最终测试结果表明,功率放大器在中心频率3.4 GHz处,间隔5 MHz的双音信号下,输出功率为37 dBm时,对应的功率附加效率(PAE)为40%,三阶交调失真(IMD3)为-30 dBc,增益约为10.5 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。     

Doherty高效功率放大器的设计

根据Doherty技术设计并实现了运用于2010～2025MHz频段的高效率功率放大器。在设计Doherty放大器过程中采用了放大器单管双向牵引优化方法提高单管功率放大器效率,通过对晶体管的双向牵引(源牵引和负载牵引)仿真得到单管匹配优化网络,通过调节补偿线对Doherty放大电路进行整体优化设计。仿真结果表明,与传统的平衡式AB类放大器相比,在传输功率回退较大的高峰均比信号时,Doherty技术在功率附加效率上有10%左右的提高。得到实物测试结果为在输出功率回退6dB时,效率为30.1%,增益为9.9dB。该功率放大器结构简单,适用于无线通信领域。     

基于X 参数晶体管模型的宽带功率放大器设计*

针对射频非线性行为建模技术,提出了一种与负载无关的晶体管X参数提取方法,并利用晶体管模型进行功率放大器设计。该方法在传统X参数提取过程中引入负载牵引技术,通过迭代获得与负载无关的晶体管X参数模型及其最佳负载阻值。与负载相关的X参数模型相比,该模型适用于分析设计电路,数据量小,步骤简单且周期短。将提取的X参数模型应用于宽带功率放大器设计,匹配网络采用切比雪夫低通滤波器形式,实测与仿真对比表明:在工作频带内,输出功率均大于4W,功率附加效率都超过45%,增益在14d B左右。由此验证所提出方法的有效性。     

用于雷达的LDMOS微波功率放大器设计

硅LDMOS晶体管以其大输出功率和高效率等优点作为微波功率放大器广泛应用于雷达发射机中.在大信号S参数无法获得而厂家提供的1710 MHz～2110 MHz范围内的源阻抗和负载阻抗参数又不能用时,利用一公司的ADS软件,采用负载牵引法得到了输入和输出阻抗.在对晶体管绝对稳定性分析的基础上,运用共轭匹配,成功设计出P-1大于30W、功率增益在1580MHz～1650 MHz频率范围内、增益保持在30dB以上和PAE大于30%的2级LDMOS微波功率放大器.同时,得到了最终的版图并且运用MOMENTUM对它进行了2.5D仿真,得到了理想的结果.     

AIGaN／GaN HEMT功率放大器设计

在小信号S参数不适于微波功率放大器的设计而大信号S参数不易获得的情况下，利用ADS软件，采用负载牵引法和输入端共轭匹配，成功的设计出AIGaN／GaN HEMT微波功率放大器。为了解决晶体管端口出现负阻的问题，设计了输入输出端并联电阻和反馈网络两种方法，最后得到理想的结果为：工作绝对稳定，带宽3．6GHz～8．0GHz，最高增益11．04dB，最大输出功率33dBm，最大PAE达到29．2％，电压驻波比较小。     

一种高频E类功率放大器设计方法

E类功率放大器(PA)具有设计简单和高效率的优点,然而频率较高时功率管的寄生输出电容大于E类功率放大器所需的电容,这个寄生输出电容导致E类功率放大器的效率降低.提出一种高频E类功率放大器的设计方法,使用负载牵引得到考虑寄生输出电容后的最佳负载阻抗,再结合谐波阻抗控制方法设计E类功率放大器.采用飞思卡尔的横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)功率管MRF21010设计了一款工作在930～960 MHz的E类功率放大器.测试数据表明,该功率放大器的输出功率为36.8 dBm (4.79W),具有79.4％的功率附加效率.