S 波段GaN HEMT 宽带逆F 类高效率功率放大器设计

提出一种宽频带GaN HEMT 逆F 类功率放大器设计方法,并完成S 波段高效率功率放大器的研制。首先对改进的GaN HEMT Angelov 大信号缩放模型进行分析,确定功放管栅宽模型参数;然后通过输出电容补偿、负载牵引技术获得最佳输入、输出阻抗,设计谐波控制网络实现对谐波阻抗的峰化;最后基于宽频带、高效率原则完成电路仿真版图优化。为验证该方法,基于国产GaN HEMT(栅宽1. 25mm)设计了一款中心频率2. 9GHz,带宽大于40% 的高效率逆F 类功放,测试结果表明频带内输出功率均大于3W、漏极效率达到60%。     

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。     

宽带功率放大器的设计

介绍一个两级2 W的宽带功率放大器设计,频率范围从700 MHz～1.1 GHz.前级放大器采用MMIC Power Amplifier HMC481MP86,末级采用飞思卡尔公司的LDMOS场效应晶体管MW6S004N.飞思卡尔公司提供的datasheet中没有包含在设计所要求的频段和功率输出值时相应的输入和输出阻抗值.为了正确匹配,采用ADS的负载牵引法得到LDMOS场效应晶体管MW6S004N的输入和输出阻抗值,然后使用有耗匹配式放大器的拓扑结构进行实际设计,并使用ADS对设计的放大器进行仿真和优化.     

基于GaN HEMT的X波段连续波内匹配功率管设计

采用内匹配技术,使用两枚GaN HEMT 晶体管,在X 波段8.0~8.5 GHz 频段内,设计并实现了一种高可靠性、高功率附加效率的功率放大器。基于南京电子器件研究所提供的晶体管及负载牵引数据,并结合“L-C-L”匹配网络以及威尔金森功率分配/ 合成器,对晶体管的输入和输出阻抗进行了相应匹配,使得其端口阻抗均为50 Ω。最终通过两胞合成的方式实现了在目标频段内,栅电压-2.2 V、漏电压24 V,连续波工作状态下,所设计功率放大器输出功率高于20 W、功率增益大于10 dB、功率的附加效率大于49.7%。其中,在8.1~8.4 GHz,该功率放大器功率附加效率超过52%,优于我国现有相近频段内匹配功率放大器的功率附加效率,并通过实验验证了该设计方案的可靠性。     

基于ADS的功率放大器设计与仿真

为了使射频功率放大器输出一定的功率给负载,采用一种负载牵引和源牵引相结合的方法进行功率放大器的设计。通过ADS软件对其稳定性、输入/输出匹配、输出功率进行仿真,并给出清晰的设计步骤。最后结合设计方法给出一个中心频率为2.6GHz、输出功率为6.5W的功率放大器的设计及优化实例和仿真结果。仿真结果表明,这种方法是可行的,满足设计的要求,并且对功放的设计有着重要的参考价值。     

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。     

225-450 MHz宽带功放仿真与设计

本文设计了一款工作频段为225-450 MHz,输出功率为200 W的线性高效率功率放大器。设计上基于ADS仿真软件和LDMOS功放管大信号模型,提供了一种线性高功率放大器设计解决方案。首先是利用双音负载牵引得到功放管最佳匹配阻抗点,并基于频段阻抗采用传输线变压器与L型微带线混合匹配相结合方式设计了小型化的宽带匹配网络,最后通过联合仿真优化PCB版图,实现功放工程设计。实测功放输出功率53~55.2 dBm,IMD3为33.1~38.5 dBc,PAE为44.2~62.1%。     

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波段高效率射频功率放大器的设计与仿真

射频功率放大器是无线通信系统中的重要组成部分,其工作效率直接影响着整个系统的耗能、稳定度和对电源散热装置的要求,提高射频功率放大器的效率,能够节约能源,降低功耗,因此实现射频功率放大器的高效率工作是目前射频功率放大器领域的热点问题之一。本文选用Freescale晶体管MW6S004N,借助ADS2013软件,采用负载牵引技术和源牵引技术得到最佳负载阻抗和最佳源阻抗,并用Smith圆图进行电路的匹配设计,对射频功率放大器进行了仿真和优化。仿真结果表明,在频率为1960MHz的L波段,输入功率为21d Bm时,射频功率放大器的输出功率大于36d Bm,功率附加效率大于50%。这种高效率射频功率放大器适用于WCDMA基站,对基站中高效率功率放大器的设计有着重要的参考价值。     

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。     

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.     

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。     

高效率高线性度功率放大器的设计与实现

基于对传统两路Doherty功放存在的问题分析,文中对其结构进行改进,提出了一种新颖的非对称结构。该非对称结构采用相同的功放管,通过变换漏极与栅极电压分别对主辅功放进行负载牵引和源牵引以达到不同的饱和输出功率,从而实现更高的功率回退。基于该理论,结合互调对消技术和多谐波双向牵引技术设计并实现了应用于工作频段为2.57～2.62GHz的TD-LTE直放站功率放大器。在饱和输出功率回退9dB的平均输出功率处,功率附加效率(PAE)为38%,5MHz和10MHz偏移量的相邻信道功率比(ACPR)分别为-41dBc和-50dBc,实测结果显示Doherty功放的参数性能良好,满足TD-LTE直放站要求的同时验证了设计方案的正确性。     

基于2μm GaAs HBT工艺的E类功率放大器设计

本文采用Win公司2μm GaAs HBT工艺设计一种高效率射频E类功率放大器。设计中采用了电压偏置的E类功放结构,通过负载牵引(Load-Pull)技术对放大器的效率、增益和输出功率进行折衷和优化设计。仿真结果表明该放大器在5V电源电压下,工作频段700MHz～1100MHz内功率附加效率(PAE)大于50%,增益15dB,输出功率大于20dBm。芯片面积为1.375mm*0.79mm。     

LDMOS线性微波功率放大器设计

LDMOS以其大功率、高线性度和高效率等优点得到广泛的应用.采用2-tone负载牵引法得到了LDMOS晶体管MRF18030的输入和输出阻抗.在对晶体管绝对稳定性分析的基础上,运用共轭匹配法设计出匹配网络,并将匹配网络转化为MOMENTUM元件运用在电路设计中,大大提高了设计的准确性.采用载波复幂级数法对PA的AM-AM和AM-PM非线性特性进行了准确计算,弥补了传统泰勒级数只能分析AM-AM的不足.得到了用来消除PA非线性的反载波复幂级数.根据所得反载波复幂级数,利用二极管非线性特性设计出一种新的结构简单、易于实现的预失真器,给出其准确的电路模型表达式,得到了幅值、角度等参数的精确值.ADS仿真结果表明,IMD3改善了27dB.最终,成功设计出大功率、高效率、高线性的LDMOS微波功率放大器.     

低电压高效率微波功率放大器研究与设计

介绍了一种应用于低电压的微波双极性晶体管放大器的电路设计方法。通过分析微波晶体管的模型,比较了小信号法、负载牵引法和文中使用匹配方法对输出功率、效率和线性度的影响。文中设计了一款可以用于GSM通信终端发射的功率放大器,并对采用3种不同匹配方式进行对比,仿真结果表明,文中所用方法输出功率和效率较高、线性度较好。     

一种新型高压输入开关电源的设计

大规模集成电路的出现,促进了电子设备的高功率密度化。这要求为之供电的直直变换器也随之高功率密度化。高频、高效开关变换是直直变换器实现高功率密度的基础。文章阐述了一种采用UC3844集成芯片实现的新型高压输入DC/DC反激开关电源,并给出了详细的电路参数及高频变压器的设计方法,该开关稳压电源采用双闭环电流控制模式,其输入、输出电路采用光耦隔离。