802.11n高线性功率放大器的设计与实现

为了扩大802.11n无线产品的覆盖范围,设计了一款符合802.11n标准的2.4 GHz高线性 功率放大器。在该功率放大器的设计中采用了双路均衡功率合成技术和差异化加速开关技术 ,在提供高功率输出的同时满足了802.11n的误差向量幅度（EVM）的要求,尤其是实际应用 中的动态EVM。测试结果表明,该功率放大器回退7 dB后的线性输出功率为27 dBm,此 时的EVM为-30 dB,合成功率输出为29.5 dBm。该功率放大器可广泛用于无线局域 网中,与各种类型的无线AP直接匹配使用,提高其覆盖范围。     

Ku波段GaN MMIC高线性功率放大器设计

设计了一款Ku波段工作频率为13.0~15.5GHz的GaN MMIC高线性功率放大器,采用0.25μm GaN HEMT工艺,电路采用两级放大器的结构。通过两种不同的末级匹配网络的设计,对比分析匹配网络的设计对功率放大器效率与线性度的影响。一种是匹配到最佳功率附加效率(PAE)的末级匹配网络,一种则是匹配到最佳线性度的末级匹配网络(用最佳三阶交调产物与载波比值(IM3)来表示),级间和输入级匹配网络也尽量达到低损耗、高线性指标,从而提高整体电路的线性度,并尽量使得效率不恶化。测试结果表明,功率放大器的最大输出功率可以达到37.5dBm,匹配到最佳PAE的功率放大器功率附加效率均大于32%,最大可以达到36%,匹配到最佳IM3的功率放大器PAE低了2到4个百分点,线性度指标IM3则高了1到2个dBc。该测试结果表明,对于高线性功率放大器,末级匹配网络可以在最佳PAE点的基础上适当地向最佳IM3点靠近,以逼近更好的线性度指标,但若距离最佳IM3太近,PAE则会有较大的恶化。     

一种S波段线性CDMA用高功率放大器

利用推挽电路和宽边耦合线合成器设计了一种S波段300 W固态高线性功率放大器。推挽电路利于宽带功率匹配,宽边耦合线合成器提高了功率合成的功率容量,从而实现了高线性输出功率的平坦特征。该功率放大器在S波段90 MHz频率范围内实现了线性300 W的功率输出,带内增益65±0.5 dB,三阶互调≤-45 dBc。     

基于LDMOS 器件的高功率宽带小型化功率放大器

相对于双极型Si功率器件,LDMOS功率器件在增益、线性度、可靠性等方面具有明显的优势而且成本较低。理论分析表明,固态雷达发射系统应用该功率器件可以减轻发射系统的重量和减小体积,提高输出功率和功率密度。本文依据相控阵雷达实际需求,利用LDMOS功率器件设计出一款P波段1000W高功率宽带小型化功率放大器。通过设计宽带输入、输出匹配网络实现放大器宽带工作(相对工作带宽50%),通过小型化紧凑电路设计和减重设计减小功率放大器体积和减轻重量,实现功放模块体积小(55×95mm)、重量轻(120g)的设计要求,通过漏极调制电路提高功率放大器的效率。实测结果与传统Si器件功率放大器相比,该功率放大器具有高输出功率及功率密度、体积小、重量轻、工作带宽宽的特点。     

星载高可靠性Ku波段GaN功率放大器芯片

基于星载高可靠性的应用背景，采用0.20μm GaN HEMT工艺研制了一款12 V工作电压的Ku频段功率放大器芯片。利用电热结合的分析方法，确定了管芯结构及工作电压。基于Load-pull测试获得GaN HEMT管芯的最佳输出功率和最佳效率阻抗，设计了一种带谐波匹配的高效率输出匹配电路，并通过引入有耗匹配，研制出了低压稳定的级间匹配电路。芯片面积为2.8 mm×2.6 mm，管芯漏极动态电压仿真峰值低于30 V，实测结温小于80℃，满足宇航Ⅰ级降额要求。功率放大器在17.5～18.0 GHz、漏压12 V（连续波）条件下，典型饱和输出功率2.5 W，附加效率38%，功率增益大于20 dB，线性增益大于27 dB，满足星载高效率要求。     

GaAs HBT功率放大器在5 GHz无线局域网的应用

采用2μm GaAs HBT技术实现了单片集成线性功率放大器(PA)在5 GHz无线局域网中的应用.在单端三级功率放大器中应用片上电感和键合线电感对输入,级间网络进行匹配设计,输出匹配网络在PCB上实现.在单独供电3.3 V的情况下,功率放大器的仿真结果是线性输出功率24 dB(1 dB压缩点),小信号增益35 dB,1 dB压缩点处功率附加效率(PAE)39%;GaAsHBT MMIC功率放大器测试呈现线性输出功率20.5 dB(1 dB压缩点),4、信号增益27 dB,1 dB压缩点处功率附加效率(PAE)36%;芯片尺寸仅480 μm×450 μm.     

温度补偿高谐波抑制功率放大器的设计

针对无线通信应用系统,采用了一种具有温度补偿特性的偏置电路和一种带有谐波抑制功能的输出匹配网络,设计了一款高线性高谐波抑制的功率放大器。该功率放大器采用InGaP/GaAs HBT工艺,工作频率为1.84 GHz,供电电压为4.5 V,偏置电压为2.85 V。测试结果表明,常温下,功率放大器的增益为32 dB,饱和输出功率可达33 dBm,二次、三次谐波分量都小于-55 dBc,在输出功率为24.5 dBm时,邻道抑制比为-47 dBc,在-40～85℃温度变化范围内,功率放大器增益与邻道抑制比基本不变。     

一种高线性宽带功率合成的射频功率放大器北大核心

针对5G通信微基站,提出一种基于GaAs异质结双极晶体管(HBT)工艺,芯片面积为1.3 mm×1.4 mm的高线性宽带宽的射频功率放大器。该放大器采用了异相功率合成方式和J类输出匹配的方法,在两路功率放大器的输入输出端引入了90°相移以及J类模式确定最佳负载阻抗,以此实现高线性宽带宽的特性。在5 V电源和2.85 V偏置电压下,室温条件下测试结果表明,该功率放大器在2~3 GHz频带内,小信号增益为36±0.5 dB。然而在2.4~2.8 GHz频带内,该功率合成结构的功率放大器拥有饱和输出功率大于36 dBm,功率附加效率大于38%。在5G-NR,带宽100 MHz和4G-LTE、带宽20 MHz的调制信号下,在2.4~2.8 GHz工作频带测试,放大器的输出功率为22 dBm,邻近信道功率比(ACPR)约为-43 dBc。     

超短波频段线性功率放大器的设计与实现

介绍了一种应用于超短波频段OFDM信号的线性功率放大器,设计简单、成本较低。使用SourcePull和LoadPull技术仿真出最佳源阻抗和负载阻抗,并设计了相应的匹配电路和栅极偏压保护电路。仿真和实测数据显示,功率放大器的最大输出功率为64 W,效率可达47%,IMD3和IMD5指标可以控制在-30 dB和-40 dB以下,表明该放大器在输出64 W时具有较好的线性度。     

用于IEEE 802.11 b/g/n WLAN的高线性度功率放大器

基于2μm的InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)工艺设计了一种可应用于IEEE802.11 b/g/n无线局域网(WLAN)的高线性度射频功率放大器.为了提高射频功率放大器的线性度,采用了负反馈镜像电路提供直流工作点,设计了良好的输入、输出和级间匹配电路来提高射频功率放大器的线性输出功率.流片结果表明,在工作电压为3.3V时,射频功率放大器的1 dB线性压缩输出功率(P1dB)可达27 dBm,当误差向量幅度(EVM)为3％时,2.4 GHz64 QAM激励下,输出功率可达19.8 dBm,满足标准规范要求.     

基于GaAs IPD的X波段200W GaN宽带功率放大器

基于GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)研制了一款X波段宽带内匹配大功率放大器。输入匹配电路采用高集成的GaAs集成无源元件(IPD)技术，在有限空间内实现宽带匹配。输出匹配电路采用L-C-L匹配网络及三节阻抗变换线，实现四胞匹配合成。该放大器封装在采用铜-钼铜-铜热沉的金属陶瓷管壳内，尺寸仅为24 mm×17.4 mm×5 mm。测试结果显示，在36 V漏极电压下，8.5～10.5 GHz频带内饱和输出功率大于200 W,功率附加效率≥38%,功率增益平坦度小于0.8 dB。该功率放大器具有广阔的工程应用前景。     

基于中和电容的60 GHz CMOS功率放大器设计

功率放大器（Power Amplifier, PA）是射频前端重要的模块,本文基于SMIC 55 nm RF CMOS 工艺,设计了一款60 GHz 两级差分功率放大器。针对毫米波频段下,硅基CMOS晶体管栅漏电容（Cgd）严重影响放大器的增益和稳定性的问题,采用交叉耦合电容中和技术抵消Cgd影响。通过优化级间匹配网络和有源器件参数,提高了功率放大器的输出功率,增益和效率。后仿结果显示,在1.2V的供电电压下,工作在60 GHz的功率放大器饱和输出功率为11.3 dBm,功率增益为16.2 dB,功率附加效率为17.0%,功耗为62 mW。芯片面积380×570 um2 。     

低电流微型功率放大器

据《Wirelesstech》2006年第3期报道,安华高公司为IEEE802.11b/gWLAN设计的E PHEMT功率放大器以业内最低的工作电流实现了高线性输出功率。该产品采用2mm×2mm的微型LPCC封装形式。该放大器在2.452GHz和3.3V偏压工作时,实现了25.5dB的增益和 19dBm的线性功率输出,采用速率为54Mbps的OFDM调节时,EVM为3%,电流消耗仅为95mA;如果以11Mbps的CCK调节时,则可以实现 23dBm的线性功率输出,电流消耗仅为200mA。低电流微型功率放大器@孙再吉…     

30～2 600 MHz超宽带GaN功率放大器的设计与实现

基于第三代半导体GaN的高电子迁移率晶体管技术,利用Cree CGH40010管芯大信号模型并结合ADS2009U1软件,结合商用GaN管芯的自身特性,采用微带-电阻-微带-电容-微带的负反馈回路和整体负载牵引方法及宽带匹配网络,成功设计并实现了30～2 600 MHz超过6个倍频程的超宽带功率放大器.测试结果表明,该功率放大器的带内线性增益大于11.8 dB,线性增益平坦度小于±0.95 dB,输入回波小于-10.2 dB,1 dB压缩点输出功率大于36.5 dBm,功率附加效率大于22％,饱和时输出功率大于39.1 dBm,功率附加效率大于28％.该功率放大器在很宽的频带内有着平坦的增益,适用于对平坦度要求较高的超宽带系统中.     

GaN HEMT非线性输出电容寄生参数研究

分析了GaN（氮化镓）HEMT（高电子迁移率晶体管）非线性输出电容寄生参数Cout与功率放大器效率的关系。通过建立非线性电路模型分析得出,Cout与外部合适的匹配电路结合能产生类似电压半正弦波,电流方波的最优效率波形。选用GaN HEMT 器件设计S频段射频功率放大器,实测结果显示该放大器最高漏极效率（DE）为81.7%,功率附加效率（PAE）78.56%,功率为41.16dBm,在100M带宽内PAE也可达74.49%以上,并且结构简单。实测结果验证了原理分析的可靠性。     

飞兆推出全新线性RF功率放大器模块

飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor)日前宣布推出RMPA2453型号RF功率放大器模块(PAM),适合频带为2.4～2.5 GHz的高性能无线局域网(WLAN)应用。 RMPA2453专为802.11b/g应用而优化,具有领先的2.5％误差向量值(EVM)。此线性功率放大器的低功耗和卓越线性度是采用飞兆半导体专有InGaP异质结双极晶体管(HBT)技术的成果。高性能RMPA2453功率放大器的输入和输出端都提供50 Ohm内部匹配,并配备有内设功率感应探测器以及两种省电工作模式。 RMPA4253线性RF功率放大器的主要性能和指标包括: ◆在18 dBm输出下EVM为2.5％,提供优良的线性度; ◆匹配的功率放大器模块可在3.3 V单电源下工作,将所需的外设元件减至最少,从而降低总体BOM成本; ◆两种省电工作模式(偏压和逻辑控制),将功耗减至极低并保持优异的性能;     

6GHz匹配双通道RMS检测器

LTC5583是40MHZ～6GHz双通道、匹配RMS功率检测器,该器件在2．14GHz时提供超过55dB的隔离。在RF功率放大器（PA）应用中,LTC5583为准确测量正向功率、反向功率和电压驻波比（VSWR）提供了一个简单的解决方案。每个通道都可准确检测小至一58～2dBin的信号,其对数线性响应具有好于±0．5dB的典型线性度,     

30～512MHz,100W线性功率放大器极间匹配设计

设计了一种独特的极间匹配网络,使驱动放大器的输出阻抗直接匹配到末级放大器的输入阻抗,而不通过极间50Ω匹配转换。应用这种极间匹配网络,提高了30～512 MHz,100 W功率放大器的线性输出功率和效率,同时简化了匹配网络,减少了匹配元件,缩小了功率放大器的体积。这种极间匹配网络是通过集中L、C匹配网络与宽带同轴传输线变压器相结合实现的。应用ADS软件模拟以及计算集中L、C元件的值和同轴电缆的长度,使设计的极间匹配网络在近十个倍频程的频带内获得最佳性能。     

应用于TD-SCDMA移动终端的单片InGaP/GaAs HBT功率放大器

报道了用于TD-SCDMA移动终端的高效率、高线性度HBT功率放大器的研制.该单片功率放大器采用两级放大结构,内部集成了输入匹配、级问匹配网络以及有源偏置电路,总芯片面积仅为0.91mmX 0.98mm.该功率放大器采用单电源3.4V供电,在高、低功率模式下,PAE分别为43%和116%,增益达到了28.5以及24dB.当输入QPSK调制信号时,在低输出功率以及高输出功率状态下,1.6MHz/3.2MHz中心频偏处,ACPR分别低于-45dBc/-56dBc和-39dBc/-50dBc.本芯片尺寸小,电压稳定性高,性能优越,为低成本化的大规模生产提供了能性.     

UHF宽带线性功率放大器设计

针对电磁环境模拟器应用设计了一个全固态UHF波段多级宽带线性高功率放大器。驱动放大器工作在A类，末级放大器以三个AB类功放模块频域分段覆盖工作频段，通过控制PIN开关切换。末级输出接低通滤波器改善谐波。实测从400MHz～1250MHz，功放的1dB压缩点功率为25W（44dBm），二次谐波低于-40dBc，输出功率在38dBm时双音测试三阶交调（IM3）优于-44dBc。