DGS结构特性分析及其改善微波放大器谐波

文章对目前应用于微波平面电路设计领域的DGS结构进行了研究,通过电磁场分析软件对各种DGS结构进行分析和优化;最后利用DGS结构在某些频率点上的谐振特性,充分利用其带阻特性抑制谐波分量,设计出一种DGS结构,对某一频段的微波高功率放大器的二次谐波进行了有效的抑制,最终有效地提高了微波功率器件性能。     

30~108MHz宽带功率放大器的设计

鉴于高速数传收发器频带宽度为30⁸8 MHz,通过ADS仿真软件进行仿真优化,设计了一款VHF波段宽带功率放大器电路,将功放频带拓宽为3088 MHz,通过ADS仿真软件进行仿真优化,设计了一款VHF波段宽带功率放大器电路,将功放频带拓宽为30¹08 MHz。同时为了滤除二次及以上谐波,在放大器后加入滤波器。最终设计出了一款30108 MHz。同时为了滤除二次及以上谐波,在放大器后加入滤波器。最终设计出了一款30¹08 MHz宽带功率放大器,输入输出回波损耗优于-10 dB、带内增益波动在±1 dB之内,其增益达到30 dB。滤波器达到带内差损小于1 dB,谐波抑制大于48 dB。     

基于慢波效应的X波段带通滤波器的优化设计

文章介绍了一种利用慢波周期结构加载改进型开环发夹谐振器的微带带通滤波器,该谐振器利用耦合线内弯的结构,使得在不改变电路性能的情况下,减小了电路尺寸;同时由于电路应用的慢波周期结构出现了带阻效应,因此对谐波有很好的抑制作用;利用人工神经网络对开环发夹谐振器进行优化并用软件HFSS验证此方法的可行性;通过设计实例,用HFSS的分析结果证明了这种滤波器结构的优越性.     

前馈单环功率放大器线性化技术的研究

在传统的前馈双环功率放大器线性化的基础上提出一种全新的前馈单环功率放大器线性化技术,它只采用一个前馈环来实现非线性误差信号的抵消.理论分析和实验表明,用前馈单环线性化技术对RF功率放大器进行线性化补偿,可以大大提高微波功率放大器的线性度,从而达到减小各谐波和互调分量的目的.     

新型Ku波段微带带通滤波器设计

文章介绍了一种利用慢波周期结构加载改进型发夹谐振器的微带带通滤波器,该谐振器利用将耦合线内弯的结构,使得在不改变电路性能的情况下,减小了电路尺寸,同时由于电路应用的慢波周期结构出现的带阻效应,因此对谐波有很好的抑制作用。利用软件HFSS对滤波器进行设计和优化,并用实物测量结果证明了这种结构的优越性。     

UPS应用中δ调制PWM控制器与电压反馈的实现

为了改善UPS的负载电压品质，提高逆变器的开关频率，减小输出电压的谐波分量。提出了调制PWM控制器，其原理是利用负载变化时相位差来改善输出电压．仿真说明输出电压的稳定性得到了改善．     

基于GaN器件的平衡式逆F类功率放大器的研究与设计

针对功率放大器效率低和输入输出端反射损耗较大的缺陷,采用平衡式结构研究了工作于2.6 GHz的逆F类功率放大器,并基于GaN器件CGH40010F设计该放大器验证电路。根据功放管输出寄生参数的等效网络,将负载阻抗转换到封装参考面上,在输出匹配电路中对二、三次谐波进行抑制处理。并且考虑栅源寄生电容对输入信号的影响,在输入拓扑结构中加入二次谐波抑制电路,进一步提高了放大器的效率。同时,在栅漏极偏置电路中,采用扇形微带线代替短路电容,使电路结构更为紧凑。经仿真优化,采用Rogers4350b板材制作该功放电路板。实测表明,饱和输出功率为42.32 dBm,最大漏极效率为77.91%,最大功率附加效率(power added efficiency, PAE)达到72.16%,输入输出驻波系数(voltage standing wave ratio, VSWR)均小于2。实测结果与仿真数据基本吻合,验证了设计方法的可行性。     

晶闸管相控变频器的频率比极限

通过分析晶闸管相控变频器输出电压谐波的方法，导出不同频率比时输出电压中低频分量和零频分量的定量数据，并说明如何应用这些数据，根据对输出电压质量的要求来确定频率比的极限值。     

光子晶体加速结构的初步研究

用有限差分法计算了由金属棒按三角形晶格分布的二维光子晶体的带隙图，计算结果表明：当金属棒半径口和棒间距b比值小于0．2时，二雏光子晶体只有一务带隙，即若引入缺陷，可约束主模、抑制高次模．采用Microwave Studio计算了该种光子晶体微波加速结构的场型分布，结果显示当a／b〈0．2，类TM01模在缺陷中传输，类TM11模（横向模）能传出光子晶体．另外计算了结构尺寸公差对行波单元谐振频率的影响，还模拟计算了带有测试探针的由3个PBG单元构成的谐振腔的S参数．     

永磁无刷直流电机转矩波动及其抑制的探讨

研究了永磁无刷直流电机的转矩特性．根据定子电流和转子反电势推导出了转矩表达式，根据反电势和电流的各次谐波分量之值可以计算出转矩的各次谐波分量．对于一台给定的电机，只要其反电势一定，通过优化定子电流就可以消除主要的转矩谐波分量，从而达到减小转矩波动的目的     

基于谐波抑制与补偿线技术的非对称Doherty功放设计

为了提高WiMAX信号下doherty功率放大器（doherty power amplifier,DPA）回退点的效率,提出一种基于谐波抑制和补偿线技术的非对称doherty功放（asymmetric doherty power amplifiers,ADPA）结构。该结构在传统ADPA结构的基础上,首先对主功放（carrier）和辅功放（peak）输出匹配电路加入2次、3次谐波电路进行匹配设计,减少晶体管漏极电压电流的重合;然后通过添加补偿线（offset line）的方式,改变carrier和peak的功率分配比,使得整体电路获得更高的效率和输出功率。基于上述谐波抑制和补偿线理论,设计了一款工作在3.4 GHz~3.6 GHz,增益约为13 dB的ADPA。实测结果表明,当饱和输出功率达到48.75 dBm,功率回退9.5 dB时,功率附加效率（power added efficiency,PAE）达到41.8%,5 MHz偏移量的相邻信道功率比（adjacent channel power ratio,ACPR）优于-35 dBc,10 MHz偏移量的ACPR优于-48 dBc。满足WiMAX基站对功放线性度和效率的要求。     

输入端谐波抑制的高效E类宽禁带功率放大器

文章提出对E类功率放大器进行谐波抑制的改进设计方法,有效利用输入端信号功率,从而提高功放的功率附加效率;分析了E类功率放大器的工作原理,结合新型宽禁带功率器件利用ADS软件进行了电路仿真设计,并对实际放大器电路进行了实际测试。结果表明,对输入端谐波抑制的改进可以使功率放大器在1.1～1.3GHz频段内输出功率保持在10W以上,功率附加效率达到了79.6%,比改进前E类功率放大器的效率有了明显的提高。     

基于平衡结构的基站驱动级功放设计

为了在工作频段内获得良好的增益平坦度、隔离度及输入输出匹配,采用在基站驱动级功放设计中引入平衡结构的方法。在研究功放平衡电路结构和工作原理基础上,设计实现了两个工作频段在2 110～2 170 MHz,应用于基站系统的驱动级功率放大器.对功放进行仿真和实际测试,测试结果与仿真结果的高度一致性验证了这种方案的有效性,同时在整个工作频段内功放的增益平坦度都小于±0.5 dB,隔离度小于-27 dB,输入输出匹配参数良好。结果表明:设计的平衡放大器可以很好地应用在基站系统中,从而提高基站功放系统性能。     

应用于WLAN的高效率F类功率放大器

为了提高在高速率信号传输下无线通讯发射系统中功率放大器的工作效率,提出了一种结构新颖的高效率F类功率放大器.通过计算机仿真与实验板调试相结合的方法确定了放大器的最佳漏极阻抗,根据F类放大器漏极电压和漏极电流是相位差为λ/4的方波和半正弦波的特性,通过仿真软件设计和优化,设计出的谐波滤波网络在输出谐波频点有良好的滤波性能.为了降低栅源电容对输入信号造成的失真,在输入端口加入短截线,提高了放大器的漏极效率.通过测试,功率放大器工作在2.4GHz时,在2dB增益压缩点的功率附加效率为67%,输出功率为30dBm.测试结果表明,该高效率功率放大器适合应用于WLAN无线通讯发射系统.     

基于ADS的LDMOS功率放大器设计与仿真

基于ADS(advanced design system)仿真平台,采用谐波平衡法设计LDMOS(laterally diffused metal oxide semiconductor)射频功率放大器.选择飞思卡尔公司的功率管MW6S004N,采用负载牵引和源牵引技术实现输入和输出端口的阻抗匹配,并采用电路原理图与版图协同仿真技术完成了放大器的设计.结果表明:基于负载牵引和源牵引的阻抗匹配技术可减小调试成本、缩短设计周期;采用谐波平衡法可加快仿真的速度,采用协同仿真方法可提高仿真结果的准确性.     

基于IGBT的低频水声功放技术

主动声纳通过水声发射换能器将水声功率放大器产生的电信号转换成声信号辐射到水中。提高水声功率放大器的输出电功率、降低声纳的工作频率是提高声纳作用距离的重要途径。介绍了功率放大器的工作原理和基本构成,对水声功率放大器工作方式和IGBT器件等关键技术进行了分析,结合工程实际需求设计出低频、大功率水声功率放大器,完成了采用乙类和D类工作方式共两套功率放大器电路系统的硬件设计和安装调试。实验室测试和水池试验表明,低频功率放大器工作性能良好,方案可行,达到了设计要求。     

高速铁路牵引供电系统谐波谐振抑制方案研究

由于牵引供电系统对谐振频率附近的谐波有放大作用,且输入系统的谐波与系统谐振频率越近,系统对谐波的放大作用越大.若通过合理优化牵引供电系统结构,使系统谐振频率避开输入系统的谐波频率范围,则能有效抑制谐波谐振,进而达到降低系统谐波含有率的目的.基于该思路,本文建立了牵引供电系统数学模型,利用模态分析理论研究牵引供电系统主要组成元件的谐振灵敏度,并通过实例计算,证明优化牵引供电系统结构后,牵引供电系统谐波含有率明显降低,可达到抑制系统谐波含有率的目的.     

一种新型的电压源换流器

为了改善轻型直流输电网络的波形质量,目前电压源换流器使用较多的高频开关器件,导致成本增高,损耗加大,限制了其实际应用.提出了一种Buck型电压源换流器(BVSC),该BVSC由一组双Buck变换器和一个工频逆变桥组成,仅用2个高频开关,即可取得较好的输出波形.为了进一步解决大功率应用时的高频开关的局限性,还提出了一种新型的双频控制Buck型电压源换流器(DBVSC),DBVSC在BVSC的基础上附加了一个双Buck变换器,使原BVSC工作在高频,仅处理谐波功率,而附加的BVSC工作在低频,处理基波功率.DBVSC既可以改善换流器输出电流波形质量,又可以减小系统损耗,提高功率等级,特别适合于大功率应用.推导了基于单周控制思想的控制方程,运用简单的控制电路实现要求,通过仿真研究,证实了理论分析的正确性.     

应用于LTE基站的L波段Doherty放大器

射频功率放大器是现代无线通信系统中的重要组成部件之一,传统的功率放大器设计非常依赖射频工程师的工程经验,一般通过实物电路的反复调试达到设计指标.采用Doherty技术设计并实现了一种应用于长期演进(long term evolution,LTE)移动通信技术基站的L波段高效率功率放大器.设计中采用了安捷伦公司的先进设计系统软件,选取恩智浦公司型号为AFT20P140-4WN的横向扩散金属氧化物半导体(laterally diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)功放晶体管,该晶体管工作频段为1 880 MHz~2 025 MHz.通过电路仿真与实物调试相结合的方式完成了整个设计.测试结果表明,所设计Doherty功率放大器的最大输出功率为45.3 dBm,最高效率为37%,在4.2 dB功率回退的情况下,效率仍保持在30%左右.与传统的功率放大器设计相比,此设计方式缩短了设计周期,提高了设计成功率并降低了设计成本.