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。     

一种S波段宽带GaN放大器的设计

氮化镓功率管的宽带隙、高击穿电场等特点,使其具有带宽宽,高效特性等优点。为了研究GaN功率放大器的特点,使用了AgilentADS等仿真软件,进行电路仿真设计,设计制作了一种s波段宽带GaN功率放大器。详述了电路仿真过程,并对设计的宽带GaN功率放大器进行测试,通过测试的实验数据表明,设计的宽带放大器在s波段宽带内可实现功率超过44dBm的功率输出,验证了GaN功率放大器具有宽带的特点。     

宽带功率放大器技术性能研究

本文介绍了宽带功率放大器主要生产厂家及其产品主要性能,对宽带放大器主要技术指标的定义和特点进行阐述,并结合实际使用和测试经验, 深入研究宽带功率放大器技术性能,以达到正确选择和使用功率放大器的目的.     

2～30MHz功率放大器设计

根据宽带功率放大器的设计原理，采用传输线变压器宽带匹配技术，用MOSFET晶体管VRF141，设计了一种推挽宽带功率放大器。通过测试，得到较为理想的结果。     

一种降低宽带射频大功率放大器谐波失真的方法

对于宽带功率放大器,有些低频端的谐波正好在工作频带内,因此谐波失真是衡量宽带功率放大器的一个重要指标。作者提出了一种降低宽带射频大功率放大器谐波失真的有效方法,即通过调整负载电感值和直流工作点使功率管负载达到最佳。利用该方法,将文中提及的功率放大器的谐波失真从-11dBc降低到了-24dBc以下。     

基于最优匹配网络的宽带功率放大器设计

针对宽带功率放大器的需求,以及传统匹配网络只能用于实现窄带设计的现状,在匹配网络研究的基础上,提出了一种可行的、有效的宽带功率放大器匹配网络的设计方法。基于该方法,对最优匹配网络算法进行Matlab建模,并利用ADS软件进行了仿真和优化,实现了1~2.8 GHz宽带功率放大器。对设计的宽带功率放大器进行测试,结果表明,在1~2.8 GHz宽频带范围内,增益为27 dB,平坦度为±1 dB,输入回波损耗小于－10 dB,匹配性能明显优于其他类型的拓扑结构。该方法对于设计宽带功率放大器具有良好的应用价值。     

利用ADS设计基于MESFET的宽带功率放大器

文章介绍了一种在无法获取器件大信号模型的情况下采用小信号法设计宽带功率放大器的方法.基于微波砷化镓场效应管,采用小信号设计方法,利用ADS软件,依据宽带功率放大器的各项指标来同步进行电路的设计、优化和仿真,设计出了满足预期期望值的宽带功率放大器.     

基于系统法的宽带功率放大器电磁兼容设计

针对功率放大器电磁兼容设计无统一指导方法的问题,基于系统法提出了宽带功率放大器电磁兼容设计的流程和方法.分析了其内部的干扰因素,针对腔体谐振、对外屏蔽、内部走线等关键问题,从电磁兼容总体方案设计、详细方案设计、原理图设计、电路详细设计、样机测试五个步骤给出了设计流程及注意事项.并按此流程成功设计了20～1 000 MHz、100 W宽带功率放大器,对系统化提高宽带功率放大器电磁兼容设计水平具有实践意义.     

VHF频段宽带功放设计

针对VHF频段70³00 MHz,20 W宽带功率放大器的工程设计与实现方案进行了介绍。对各级功率放大器的增益进行了合理分配,对各级功率放大器的外围匹配电路进行了详细设计。以阻抗变换器结构和并联负反馈宽带匹配结构及功率回退法等方法为基础,优化设计,合理布局,最终使所设计的功率放大器达到了预期的指标要求。对功率放大器进行了认真的调试和详细的测试,结果表明,各项指标满足要求。     

基于滤波匹配网络的连续逆F类功率放大器

为了满足功率放大器对高效率和宽带的要求,介绍了一种连续逆F类功率放大器设计方法。在分析连续逆F类模式的基波和谐波阻抗基础上,提出了一种阶跃阻抗匹配网络电路。为了验证方法的有效性,设计并实现了一个1.7~2.9 GHz宽带的连续逆F类功率放大器。测试结果表明,在工作带宽内,增益波动小于2 dB,饱和功率大于40.5 dBm,峰值效率为65%~76%。该方法为宽带高效率放大器设计提供了有益的参考。     

L频段GaN宽带功率放大器设计

针对宽带功放率放大器的设计难点,提出了一种负载牵引技术与Smith圆图匹配工具相结合,谐波平衡仿真与Momentum版图仿真相结合的方法,设计了一款应用于L频段的宽带功率放大器,该功率放大器采用Ga N HEMT设计制作。经测试,功率放大器在L频段内输出功率大于150W,功率增益大于10d B,效率大于50%。     

2～6GHz宽带单片功率放大器

~~2～6GHz宽带单片功率放大器     

包络消除与恢复功率放大器

包络消除与恢复功率放大器是一种高效率线性功率放大器。本文介绍这种放大器的工作原理,实验电路及结果,并与B类线性功率放大器在效率、线性、宽带工作及复杂性等方面作了比较。     

基于阶梯阻抗匹配网络的连续逆F类功率放大器

为了满足移动通信系统中功率放大器宽频带和高效率的需求，采用阶梯阻抗网络实现宽带匹配电路，设计了一款高效率连续逆F类功率放大器。选用CGH40010F GaN HEMT晶体管，通过对连续逆F类功率放大器的理论分析，并且结合ADS负载牵引与源牵引仿真，提取各频点的最佳负载阻抗和源阻抗，设计阶梯阻抗匹配电路，最终实现了一款宽带高效率功率放大器。测试结果表明，该功率放大器在3.2～3.8 GHz频段内，增益大于14 dB,增益平坦度小于±0.4 dB,饱和输出功率为40.6～40.9 dBm,最大漏极效率为64%～68%。该功率放大器的测试性能良好，可以为宽频带高效率功率放大器的设计提供参考。     

射频功率放大器的宽带匹配设计

多倍频程功率放大器具有显著的优点,同轴电缆阻抗变换器能实现射频功率放大器有效的宽带匹配。在给出同轴电缆阻抗变换器方案设计的基础上,详细介绍了其基本原理以及1∶1和1∶4同轴变换器的具体结构及等效电路。针对工程需要,以同轴电缆阻抗变换器为宽带匹配网络的核心,设计了一款超宽带匹配功率放大器,经软件仿真优化及测试验证,阻抗匹配准确,测试结果达到了技术指标要求。     

7～18GHz单片宽带大功率放大器

宽带 Ga AS MMIC功率放大器是雷达及微波宽带测试中的关键部件 ,在有关电子系统和微波通信中得到广泛应用。南京电子器件研究所最近研制成功的 7～ 1 8GHz宽带大功率放大器 ,具有比较优异的性能。该宽带单片功率放大器采用 76mm、0 .5 μmPHEMT MMIC工艺线完成。放大器的拓扑结构采用两级有耗匹配方式 ,双路信号在片内用 Lang桥直接合成 ,体积较小 ,从而实现高增益、大功率。宽频带大信号模型的建立是其中的关键 ,利用微波在片测试系统结合模型提取软件进行非线性模型的提取 ,并利用负载牵引系统对提取的模型进行验证、优化。利用…     

6～27 GHz GaAs宽带功率放大器MMIC

基于90 nm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺研制了一款6～27 GHz宽带功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。采用预匹配电路降低带内低频段的增益,将宽带电路设计简化为窄带电路设计。采用滤波器匹配网络,将GaAs PHEMT的栅极等效电容和漏极等效电容加入匹配电路中,缩小了宽带功率放大器MMIC的尺寸。在片测试结果表明,该放大器MMIC在6～27 GHz内,增益大于23 dB,增益平坦度约为±0.8 dB,饱和输出功率大于20.9 dBm。放大器MMIC的工作电压为4 V,电流为125 mA,芯片尺寸为1.69 mm×0.96 mm。该宽带功率放大器MMIC有利于降低宽带系统的复杂度和成本。     

一种宽带高效率J类功率放大器的设计

针对未来无线通信系统中的宽带和效率问题,设计了一种宽带高效率的J类功率放大器。为了减少谐波阻抗对效率的影响,该J类功率放大器在输出匹配网络中采用了谐波控制单元,并通过对晶体管模型的简化,综合出一种较好的匹配网络。另外,在输入匹配网络中,使用了具有宽带效应的混合集中和分布元件的π形匹配网络。设计中使用10 W GaN HEMT晶体管对理论进行验证,测试结果显示,在2.2 GHz～2.8 GHz之间的频带内,J类功率放大器的漏极效率大于61%,增益大于10.4 dB。该J类功率放大器在下一代无线通信系统中具有良好的应用前景。     

多倍频程GaN 分布式功率放大器的设计与实现

分布式放大器结构是一种能够实现极宽带宽的放大电路结构.不过由于晶体管自身功率密度的限制,分布式放大器大多用于小信号放大器的设计中.第3代宽禁带半导体GaN具有击穿场强高、输出功率密度大的优点,随着GaN晶体管的发展成熟,将其应用于分布式放大器结构中能够实现宽带功率放大器.本文采用4个GaNHEMT(高电子迁移率晶体管)分立器件进行分布式功率放大器设计,并以混合集成电路工艺加工,实现了0.3 ～2.5GHz的多倍频程宽带功率放大器.最终得到的测量结果显示,功率放大器在0.3 ～ 2.5GHz的频带内,饱和输出功率大于39dBm,线性增益大于8dB,最大PAE大于15％.     

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。