基于ADS高效率微波功率放大器设计

基于ADS软件,选取合适的静态直流工作点,采用负载牵引法得到LDMOS晶体管BLF7G22L130的输出和输入阻抗特性,并通过设计和优化得到最佳的共轭匹配网络,设计出高效率功率放大器。ADS设计仿真表明该功率放大器在中心频率2 160 MHz处的效率达到70%,稳定性好、增益平坦度小等优点。     

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.     

LDMOS管并联电容提取及E类功率放大器设计

研制了2.14GHz频段横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管的高效率E类功率放大器。采用并联谐振法结合ADS软件仿真提取出管子的关键参数Cds,并在此基础上进行电路仿真,设计了馈电网络和负载匹配网络,有效抑制谐波分量。给出了功率放大器的实验结果,输出功率达到38.55dBm时,附加效率达到64.1%,与仿真结果吻合良好。     

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.     

LDMOS微波功率放大器分析与设计

在对晶体管绝对稳定性分析的基础上,根据负载牵引得到的晶体管的输入输出阻抗运用共轭匹配,成功设计出2级LDMOS微波功率放大器,P-1大于45 dBm,在1580～1650 MHz功率增益30 dB以上,PAE大于30%.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.     

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%。     

P波段1．3kW宽带发射机

介绍了一种P波段1．3kW宽带发射机。该发射机采用第六代LDMOS场效应晶体管作为末级放大管,采用有耗网络设计功率管的输入、输出匹配电路,对漏极供电电源用于射频同步的脉冲进行调制,实现了高增益、宽带宽和高效率。该发射机结构紧凑,工作可靠。     

LDMOS在相控阵雷达中的可靠应用研究

为了满足新型雷达对发射系统日益提出的大功率、大工作比、长脉宽、小型化等多方面的要求,一种有效途径是将LDMOS功率晶体管引入发射机中。而将以通信应用为目的研制的LDMOS功率管可靠地应用在大型相控阵中,需要做更多的努力。文中从功率管失效机理分析入手,讨论了匹配电路设计、偏置电路设计、热设计、电磁兼容设计和接地设计对工作可靠性的重要性,针对LDMOS大功率管的低频高增益和沟道大电流的特点,着重论述了偏置电路设计中抑制震荡和冲击的方法。通过大量实验验证,文中固态功放表现出了很好的工作可靠性。该文对固态功放设计具有普遍指导作用,为新器件在雷达发射机中的应用开拓了道路。     

50～75 MHz 1200 W脉冲功率LDMOS器件的研制

分析了工作于甚高频(VHF)频段的千瓦级横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件的输出功率、漏极效率及功率增益等关键参数在设计时应考虑的因素,在此基础上,采用0.8 μm LDMOS工艺成功研制了一款工作于VHF频段的脉冲大功率硅LDMOS场效应晶体管(LDMOSFET).设计了用于50～ 75 MHz频带的宽带匹配电路.研制的器件击穿电压为130 V.在工作电压为50 V,工作脉宽为1 ms,占空比为30％的工作条件下测试得到,器件的带内输出功率大于1 200 W,功率增益大于20 dB,漏极效率大于65％,抗驻波比大于10∶1.     

一种超高频大功率放大电路匹配网络的设计方法

随着电子工业的发展,目前,越来越多的单位正在研制晶体管超高频大功率放大器,并且对高频率和大功率提出了更高的要求。大家知道,超高频大功率放大电路匹配网络的设计计算已经成为研制超高频大功率放大器的成败关键。目前,对于高频大功率放大电路匹配网络的设计大致采用下面三种方法. (1)在用计算机直接设计电子电路还未得到推广应用的条件下,人们不得不根据晶体管高频等效电路,在数学分析和解算的基础上,进行复杂的计算,多次重复,最后导出电路的各元件参数,并由实验调试修正。 (2)参考选取与设计要求相类似的电路,在实际的试验工作中,一边调试,一边确定电路的各元件参数。 (3)在已知晶体管特性参数的条件下,借助于阻     

基于Saleh函数的RF功率放大器正交非线性带通模型

提出了一种基于Saleh函数的RF功率放大器正交非线性带通模型。通过将RF功率放大器的幅度、相位非线性失真转换为两个不存在相位失真而只有幅度失真的正交并行信道,并用Saleh函数对两正交信道的幅度失真进行了逼近,与基于Taylor级数的RF功率放大器正交非线性带通模型相比较,新模型具有更好的逼近精度。     

S波段1OWLDMOS功率管匹配电路设计

RFLDMOSs}／率管具有高输出功率、高增益、高线性、良好的热稳定性等优点,广泛应用于移动通信基站、数字广播电视发射以及射频通信领域、微波雷达系统。阻抗匹配是LDMOS~率管应用电路设计的关键任务,LDMOS功率管匹配电路的主要任务是实现功率管的最大功率传输。文中选择中国电子科技集团公司第58研究所研制的S波段10wLDMOS功率管,利用微波仿真工具ADS设计外匹配电路。经过精心调试后,s波段LDMOSs}／率管输入回波损耗、增益、输出功率、效率、谐波等技术指标达到设计要求。完成匹配电路设计的S波段LDMOS功率管在3．1～3．4GHz频率范围内,输出功率大于13．8W,功率增益大于12．4dB,效率大于37．9％。     

基于LDMOS 器件的幅度可调功放设计

LDMOS 具有高增益、高线性度、高可靠性、低成本等特点。本文利用LDMOS 功率管设计出一款S 波段工作在饱 和状态的新型幅度可调功放。通过改变LDMOS 功率管的漏压与栅源电压使输出功率有15dB 动态范围,可调精度±0.2dB。 较之线性功放,该功放有较高效率,它可以应用在多波束功率发射机或其他需要幅度加权的雷达发射机中,具有较高的 研究价值和应用前景。     

Analysis and Design of a Dynamic Predistorter for WCDMA Handset Power Amplifiers

This paper presents a dynamic predistorter (PD), which linearizes the dynamic AM-AM and AM-PM of a wideband code division multiple access handset power amplifier (PA). The dynamic PD allows an adjacent channel leakage power ratio (ACPR) improvement of 15.7 dB, which is superior to conventional PDs that linearize static AM-AM and AM-PM. The dynamic PD was designed using an HBT generating nonlinearity, a short circuit at the baseband (les4 MHz), and a load circuit for the HBT at the RF fundamental band (ap1.95 GHz). Volterra-series analysis was performed to understand the mechanism of the dynamic PD. The analysis revealed that the short circuit at the baseband enabled the dynamic PD generating third-order intermodulation distortion (IMD3) with opposite phase to the fundamental tone (i.e., antiphase IMD3). The antiphase IMD3 allows dynamic gain compression, which linearizes the dynamic gain expansion of a PA with low quiescent current. The analysis also revealed that the IMD3 amplitude of the dynamic PD can be adjusted by load impedance at the RF fundamental band, which enables the gradient of dynamic AM-AM and AM-PM to be optimized to linearize the PA. The fabricated two-stage InGaP/GaAs HBT PA module with the dynamic PD exhibited an ACPR of -40 dBc and a power-added efficiency of 50% at an average output power of 26.8 dBm with a quiescent current of 20 mA     

LDMOS 功率器件在固态雷达发射系统中应用研究与实践

介绍了LDMOS 功率器件的特性,通过与传统Si 功率器件相比较,LDMOS 器件具有低成本、高增益、高线性度、热稳定性好和高可靠性等特点,在固态雷达发射系统中有广阔的应用前景,本文对LDMOS 功率器件在固态雷达发射系统中应用进行理论分析,并利用LDMOS 功率器件设计制作了P 波段300W 功放组件,对LDMOS 功率放大组件进行性能测试,根据试验数据分析应用LDMOS 功率器件对固态雷达发射系统的影响。     

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。     

Prediction of IMD in LDMOS transistor amplifiers using a new large-signal model

In this paper, the intermodulation distortion (IMD) behavior of LDMOS transistors is treated. First, an analysis is performed to explain measured IMD characteristics in different classes of operation. It is shown that the turn-on region plays an important role in explaining measured IMD behavior, which may also give a clue to the excellent linearity of LDMOS transistors. Thereafter, with this knowledge, a new empirical large-signal model with improved capability of predicting IMD in LDMOS amplifiers is presented. The model is verified against various measurements at low as well as high frequency in a class-AB power amplifier circuit.     

Nonlinear modeling and analysis of a Doherty power amplifier driven by non-constant envelope signals

A circuit-level CAD method based on circuit envelope (CE) simulation is presented to analyze the nonlinear behavior of Doherty power amplifiers (DPAs) in LDMOS technology, when driven by non-constant envelope signals. In this paper, a general nonlinear model has been extracted for an RF LDMOS power transistor. Then, a complete CE analysis is applied to a designed DPA using the extracted model at 3.5?GHz. To solve the CE equation at specific envelope samples, analytic expressions are developed for the Jacobian matrix and an effective method for quick calculation is suggested. Employing this nonlinear analysis gives insight for optimum design of DPAs and provides an accurate tool to precisely model the nonlinearity of the amplifier in order to predict its distortion effects in modern communication systems.     

Theory and design of an ultra-linear square-law approximated LDMOSpower amplifier in class-AB operation

This paper describes a power amplifier, employing parallel-connected laterally diffused metal-oxide semiconductor (LDMOS) devices with optimized channel widths and bias offsets to approximate ideal square-law behavior of the overall transconductance in class-AB operation. The proposed method results in a significant linearity improvement over a large dynamic range in comparison to a conventional amplifier in class-A or class-AB operation. Measurements demonstrate an improvement of 20 dB in third-order intermodulation distortion and 10 dB in adjacent channel power ratio for wide-band code-division multiple access at 12-dB output power backoff from the 1-dB gain compression point. Consequently, this amplifier can be operated more toward the compression region with better linearity and drain efficiency compared to a conventional LDMOS power-amplifier design