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。     

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。     

SiC宽带功率放大器模块设计分析

功率放大器是射频前端中的关键部件,宽带是目前功率放大器的主要发展趋势。基于碳化硅(SiC)宽禁带功率器件,利用ADS仿真软件,依据宽带功率放大器的各项指标进行电路的设计、优化和仿真,制作了500~2 000 MHz波段宽带功率放大器,并对放大器进行了性能测试和环境实验。测试结果表明利用该方法设计宽带功率放大器是可行的,SiC宽禁带功率器件具有较宽的工作带宽。     

F类可重构功率放大器设计

针对F类功放并根据可重构理论,文中设计了一种基于PIN开关的新型谐波控制网络。该谐波控制网络主要通过调节PIN开关工作状态来实现不同频率下多项谐波分量的控制,以此来提高功放的整体效率。基于此新型谐波控制网络,采用CREE公司的CGH40010F GaN HEMT晶体管设计了一款工作在1.75 GHz和2.45 GHz的F类可重构功率放大器,并进行了加工测试。实测结果表明,在1.75 GHz和2.45 GHz工作频率下,饱和输出功率大于40.5 dBm,最大漏极效率大于69%,增益高于10.3 dB,带宽大于200 MHz。     

一种双波段可重构功率放大器仿真设计

可重构输入匹配采用一种基于L型的电路结构,通过一个单刀单掷开关电路使该结构接入一段微带线,实现不同工作频率下输入阻抗的自动补偿.输出匹配实现并发双频段工作,在早期三段式微带线的基础上重新进行公式推导,提出了更易实现的四段微带线串联结构.该功率放大器采用了可重构结构与并发双波段匹配网络结合的方式,因此只采用了一个开关.电...     

可重构多波段射频功率放大器设计

在未来通信系统发展中,多波段多模式的射频功率放大器具有很大的应用前景。在众多解决方案中,利用可重构器件实现的可重构多波段射频功率放大器最具优势。利用PIN二极管的单向导电性,提出了基于PIN二极管开关的可重构多波段功放的设计思路。介绍了可重构器件的仿真设计,并进行了实际测试。在1 750 MHz、2 100 MHz和2 600 MHz频点设计了可重构多波段功放电路,并做了仿真测试。为验证仿真设计的准确性,完成了实际电路板制作和功放的调试工作。实验测试结果表明,提出的设计方法可行并达到了设计指标,对今后的研究工作具有重要的指导意义。     

一种可重构超短波天线设计

介绍了一种超短波单鞭天线。通过使用可重构以及宽带匹配技术,与传统的套筒天线相比,大幅减小了天线的横向尺寸。仿真结果表明,该天线在工作频段内电压驻波比＜2,且具有良好的辐射特性。     

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...     

基于RF MEMS开关的可重构PA设计

介绍了一种结合MEMS开关实现多频带PA的方法,通过电磁场分析软件对RF MEMS串联开关进行模拟和仿真,在此基础上设计实现了一种双频带PA电路,在所设计的两个频带内,功放都有较高效率及输出功率,这种多频带PA可用于未来多频带应用的移动终端中.     

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.     

Design and implementation of a high-efficiency concurrent dual-band power amplifier

This paper studies the behaviors of power amplifier (PA) driven by a single-carrier continuous wave (CW) signal and a two-carrier CW signal both in theory and simulation, and explains why the traditional dual-band PA failed to perform satisfactory results when a two-carrier CW signal is applied to, called concurrently. Besides that, an evaluation standard of concurrent dual-band PA was presented to value its performance. Solution was given with design and fabrication of a concurrent 1.85 GHz/2.65 GHz class F PA, employing a 10W GaN HEMT device from Cree, CGH40010, whose measurement shows the saturated output power is 40.6 dBm and 40.8dBm with drain efficiencies (DE) of 77.4% and 75.3% at 1.85 GHz and 2.65 GHz, respectively. On the other hand, we see that the peak DE achieves 59.7% with an output power of 39.9 dBm in concurrent mode, which follows up with the standard.     

基于谐波调谐的双频高效功率放大器设计

为了满足无线通信系统对低功耗双频功放的需求,分析高效功放的阻抗条件,提出了一种新型双频输出匹配电路,包括谐波控制电路和基波匹配电路两部分.首先,通过调谐晶体管的谐波阻抗减小漏极电压和漏极电流波形的重叠,从而提高功放的效率;其次,通过公式推导得出双频阻抗匹配电路参数,将晶体管在两个频率下的最佳基波阻抗匹配至50Ω.为验证...     

平衡式并发双波段功率放大器的设计与实现

并发式双波段功率放大器一直是5G通信技术研究的热点之一.当双频激励信号同时出现时,传统的双波段功放会由于双频信号所产生的调制效应导致阻抗匹配恶化,甚至出现失配的情况.针对此问题,文中设计了一款能够同时在GSM900和TD-LTE频段工作的功放,其利用平衡结构,优化其匹配特性,将阻抗失配所产生的反射分量通过双频耦合器消除,从而很大程度上改善调制效应所导致的失配问题,改善输出、输入端口的驻波情况,提升功放的性能以及稳定性.首先基于π型阻抗变换结构,设计一款并发双波段3 dB定向耦合器,此外为避免出现双频阻抗变换器计算繁琐和空间布局困难的情况,在支路放大电路采用π型和T型结合的双频阻抗变换器,经过理论推导和仿真,可实现任意频率的两个不同阻抗变换,最终实现工作在GSM900和TD-LTE频段的平衡式并发双波段功放.本设计基于ADS仿真平台,选用GaN晶体管CGH40010F进行设计仿真,并以Rogers4350b板材制作实物.实测结果显示：在900 MHz和2.6 GHz两个频段上匹配良好,与传统并发双波段功放相比较,本文提出的功放结构能够显著优化匹配性能,驻波系数有明显降低,饱和输出功率为4...     

CMOS RF power amplifier with reconfigurable transformer

A CMOS RF power amplifier that can change the output transformer ratio is presented. The CMOS power amplifier is fully integrated in a 0.13 /spl mu/m process and has a power added efficiency (PAE) of 38% at 2.1 GHz and an output power of 30.7 dBm with 3.0 V supply voltage. The PAE at an output power of 16 dBm was increased by 40% by altering the transformer ratio.     

双频段低噪声放大器的设计

适应多标准移动通信终端的迅速发展,设计了能够在800 MHz和1.8 GHz两个不同频段独立工作的低噪声放大器.放大器使用噪声性能优良的SiGeHBT管子,采用Cascode结构减小Miller电容的影响,发射极串联电感消除放大器输入端噪声系数和功率匹配的耦合,输入匹配电路采用单通道串并联LC电路,计算串并联电感和电容值,可以在两个工作频点发生谐振.输出端通过调整负载阻抗到50Ω,采用简单的电路实现功率输出.ADS的仿真结果表明,本文设计的低噪声放大器在800MHz和1.8 GHz两个工作频段的S21分别达到了24.3 dB和21.3 dB,S11均达到了-13 dB,S22均在-27dB以下,两个频段的噪声系数分别为3.3 dB和2.0 dB.     

Low power dissipation SiGe HBT dual-band variable gain amplifier

A dual-band variable gain amplifier operating at 0.9 GHz and 2.4 GHz was designed based on high performance RF SiGe HBT for large amount of signals transmission and analysis. Current steering was adopted in gain-control circuit to get variable trans-conductance and then variable gain. Emitter degeneration and current reuse were considered in amplifying stage for low noise figure and low power dissipation respectively. A single-path circuit resonating at two frequency points simultaneously was designed for input impedance matching. PCB layout parasitic effects, especially the via parasitic inductor, were analyzed theoretically and experimentally and accounted for using electro-magnetic (EM) simulation. The measurement results show that a dynamic gain control of 26 dB/16 dB in a control voltage range of 0.0–1.4 V has been achieved at 0.9/2.4 GHz respectively. Both S₁₁ and S₂₂ are below than –10 dB in all the control voltage range. Noise figures at both 0.9 GHz and 2.4 GHz are lower than 5 dB. Total power dissipation of the dual-band VGA is about 16.5 mW at 3 V supply.     

Wide tunable dual-band reconfigurable antenna

Presented is an antenna that allows independent and versatile dual frequency and bandwidth reconfiguration by using simple external matching circuits. Simulations suggest that the antenna has a total tuning range of 2118 MHz (from 778 to 2896 MHz) while maintaining a return loss above 6 dB. In addition, the antenna is capable of operating as a penta-band cellular phone antenna. This kind of antenna is typically required to work within the GSM900, GPS1575, GSM1800, PCS1900 and UMTS2100 bands.     

液晶嵌入电调谐频率可重构双频天线设计

为了提高可重构天线的频率调谐范围,设计了一种液晶嵌入电调谐频率可重构双频天线.对液晶嵌入取向层处理方法、封装方法、电调谐介电特性测试原理与方法进行了研究.采用三层堆叠方式设计了液晶天线结构,在馈电微带下方填充液晶,利用液晶材料的电控特性改变天线的电特性,从而实现双频可调谐.分析了液晶天线寄生枝节尺寸、矩形微带馈线矩形槽...     

一个双频带可重构的直接变频接收机射频前端

A dual-band reconfigurable wireless receiver RF front-end is presented, which is based on the directconversion principle and consists of a low noise amplifer （LNA） and a down-converter. By utilizing a compact switchable on-chip symmetrical inductor, the RF front-end could be switched between two operation frequency bands without extra die area cost. This RF front-end has been implemented in the 180 nm CMOS process and the measured results show that the front-end could provide a gain of 25 dB and IIP3 of 6 dBm at 2.2 GHz, and a gain of 18.8 dB and IIP3 of 7.3 dBm at 4.5 GHz. The whole front-end consumes 12 mA current at 1.2 V voltage supply for the LNA and 2.1 mA current at 1.8 V for the mixer, with a die area of 1.2 × 1 mm^2.