基于射频功率放大器的阻抗匹配技术

射频功率放大器所使用的晶体管输入输出阻抗比射频系统标准阻抗小,如果两者直接相连,功率得不到有效传输。为了解决这一问题,在两者之间加入无源网络以消除阻抗之间的差异,实现最大功率传输。以传输-反射法分析单端口网络中实现最大功率传输的条件,归纳评价阻抗匹配网络的参数指标,并以MRF6404型晶体管进行匹配网络的研究和验证。研究结果表明:使用微带线法设计的阻抗匹配电路,比解析法和谐振法设计的电路具有更低失配损耗。     

中子管射频离子源前端电路设计

设计了一套中子管用小功率射频离子源前端电路.该射频离子源前端电路主体由MC1648压控振荡器产生的信号源、功率放大器、耦合天线及阻抗匹配电路等部分组成.利用Smith圆图对前端电路主体进行了设计研究,结果实现了可产生稳定工作频率13.56MHz、最大输出功率为4 W的高频正弦波.     

C波段射频功率放大器的设计

射频功率放大器是发射机的重要组件,它的设计成了微波发射系统的关键。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。本文使用ADS仿真软件对一款功率放大器进行仿真和电路设计,根据晶体管的小信号S参数和I-V曲线,对功率管的输入、输出阻抗匹配电路及其偏置电路进行优化设计,使其性能达到设计要求。在4 GHz~6.5 GHz的频段内,对输入功率为0 dBm射频信号,输出大于38 dBm的射频信号,带内波动≤±1 dB。     

采用射频预失真的新型大功率Doherty功放设计与实现

针对大功率射频功率放大器在设计研制上都存在较大困难,特别是大功率难匹配,实现大功率后线性度差、效率低等问题,设计一种适用于无线通信基站系统的二路大功率Doherty功率放大器。采用新型射频预失真芯片构建高集成度的线性化电路,改善该功率放大器的线性。仿真结果表明,在饱和功率回退6 dB时,该功率放大器平均输出功率可达到100 W,效率可达到44.158%,从而实现高效率和大功率的输出;加入预失真电路后,功放线性改善了20 dB。实测结果验证了仿真的一致性。     

射频2W线性功率放大器的设计

几乎所有的无线通信系统均对功率放大器的线性度提出了很高的要求.目前线性功率放大器的设计主要采用前馈、预失真和功率回退等线性化技术.所设计的射频2W线性功率放大器是基于负载线匹配原理,采用功率回退法技术.通过使用ADS软件仿真和最终实测,可知输出信号的指标达到了预期的要求,此功率放大器的线性度非常好,几乎没什么失真,频率也没出现偏移,能满足一般的工程要求.     

基于键合线模拟的SiGe BiCMOS 915 MHz功率放大器的设计

针对射频识别技术的应用,该文设计了一款全集成的射频功率放大器.该功率放大器的中心工作频率为915MHz,采用0.18μm Si Ge Bi CMOS工艺的两级单端结构.由于键合线的寄生效应会造成功率放大器的输出功率和效率的减小,本文利用HFSS(High Frequency Simulator Structure)软件建立和分析了键合线的模型,并利用ADS(Advanced Design System)软件拟合仿真数据得到了键合线的等效电路.在功率放大器的仿真中,利用键合线的等效电路来模拟键合线的寄生效应,在此基础上优化电路,最终芯片的面积为(1.6×1.2)mm~2.后仿结果表明,在3.3 V的电源电压下,在860 MHz~960 MHz的工作频段类,输入回波损耗小于-12 d B,输出回波损耗小于-15 d B.功率放大器的1 d B压缩点的输出功率为23 d Bm,功率附加效率(Power-Added Efficiency,PAE)大于20%,功率增益为17.8 d B.     

粒子群优化的RBF神经网络功放行为模型

研究功率放大器的非线性行为模型建模问题.功率放大器既呈现非线性,又呈现记忆效应,为了对具有记忆效应的非线性功率放大器进行精确的行为模型建模,提出了基于粒子群优化的RBF神经网络射频功放行为模型.利用freescale半导体晶体管MRF6S21140器件模型及设计的电路从ADS中导出输入输出数据,对射频功率放大器模型进行了仿真实现,得出了输出电压幅度的拟合曲线以及误差曲线.仿真结果表明:PSO-RBF射频功放模型能够获得较好的精度,能够很好的描述射频功率放大器的非线性和记忆效应,为有效解决精确建立射频功放行为建模的问题提供了参考方法.     

基于Multisim14的窄带高频功率放大器仿真研究

采用Multisim14仿真软件对窄带高频功率放大器进行设计与仿真,讨论了其外部参数对电路的工作状态的影响,设计了馈电电路和滤波匹配网络。仿真结果表明:发射极串接50Ω小电阻可以很好的改善集电极脉冲电流顶部凹陷形状。通过网络分析仪设计的匹配网络能够很好的实现匹配,最终设计的窄带高频功率放大器输出功率高达1W,功率增益达到24d B。     

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。     

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.     

一种工作于Ka频段的GaN单片集成功率放大器

针对Ka频段大功率发射机的要求,设计了一款基于0.15 μm GaN工艺的5 W级输出的单片集成功率放大器.功率放大器工作频率为27-31 GHz,工作在AB类偏置条件下,采用3级单端共源结构,在末级使用功率合成结构.仿真结果表明,在20 V的电源电压下,功率放大器的小信号增益为25 dB,饱和输出功率为38dBm,功率附加效率为35%.     

基于Volterra级数的RFPA特征模型及其仿真实验

主要运用Volterra级数理论分析射频功放(RFPA)器件工作在弱非线性条件下信号失真特性介绍了Volterra级数在非线性建模中的应用,推导了非线性传递函数的公式。在Advanced Design System 2006A软件的仿真环境下对射频功率放大器进行仿真,利用计算机仿真实现了在弱非线性条件下对任意频率输入时功率放大器的输出频谱估计。     

基于Volterra级数的RFPA特征模型及其仿真实验

主要运用Volterra级数理论分析射频功放(RFPA)器件工作在弱非线性条件下信号失真特性.介绍了Vol-terra级数在非线性建模中的应用,推导了非线性传递函数的公式.在Advanced Design System 2006A软件的仿真环境下对射频功率放大器进行仿真,利用计算机仿真实现了在弱非线性条件下对任意频率输入时功率放大器的输出频谱估计.     

射频功率放大器与微带电路设计

功率放大器作为无线通信系统中核心部件,对于无线通信系统的通信质量有着突出的作用和影响,尤其是随着无线通信技术的发展以及移动通信用户数量的不断增加,进行功率放大器及其电路的设计研究,具有十分突出的作用意义和影响。本文将以射频功率放大器为例,在对于射频功率放大器的工作原理分析基础上,采用ADS软件进行射频功率放大器及其电路的设计分析,以促进射频功率放大器在无线通信领域中的推广应用。     

高效率射频功率放大器线性化技术的比较研究

功率放大器广泛用于通信系统和各种电子设备中 ,设计功率放大器时减小其非线性失真是一个必须考虑的问题。文章对射频功率放大器的主要几种线性化技术进行了比较 ,着重分析了带有失真反馈的前馈技术和预失真技术 ,并浅析了今后射频系统线性化技术的发展趋势。     

基于GaAs pHEMT 2.5~4.3 GHz驱动功率放大器芯片设计

为了实现低噪声、高线性度、中功率的指标特性,设计了一款基于GaAs pHEMT工艺的2.5~4.3 GHz驱动功率放大器（power amplifier,PA）,该PA设计采用共源共栅级驱动共源极放大器的双级放大结构,其中共源共栅级驱动放大器可实现良好的隔离度,采用负反馈技术实现输入阻抗匹配和级间阻抗匹配,选取共源极放大器实现高线性度指标。经过流片加工后,实测结果显示,该PA在2.5~4.3 GHz频段可实现25.5±1 dB小信号增益,可以满足5G无线通信系统中Sub-6G频段的典型驱动功率放大器的指标要求,具有广泛的市场应用前景。     

8.9 GHz高效高增益E类功率放大器设计

为了减小功率放大器(power amplifier,PA)的功率损耗,提高功率放大器的增益与工作效率,本文提出一种将两级放大和反馈结构相结合的具有高效率高增益的E类功率放大器,并利用Cadence软件对功率放大器进行分析及仿真验证。仿真结果表明,在180nm CMOS工艺情况下,当电源电压为3.6V,电路频率为8.9GHz时,本文E类功率放大器的输出功率为23.5dBm,增益为24dB,功率附加效率(power added efficiency,PAE)为21%。与传统的PA相比,本文E类功率放大器在增益和功率附加效率方面均得到了提高,适用于通信、电子测量等系统。     

基于宽禁带功率器件的F类放大器的研究与设计

F类射频功率放大器作为开关模式放大器的一种,其理想效率为100%。传统F类功率放大器的设计方法是利用输出端谐波抑制,在晶体管的漏极得到近似方波的电压信号和近似半正弦波的电流信号,以此提高放大器效率。文章通过研究电路的结构,在F类功率放大器的输入端加入谐波抑制电路,同时利用输入和输出谐波抑制匹配网络,能够更有效提高输出功率和功率附加效率;结合宽禁带功率器件,在S波段完成一款电路的设计,在3.45~3.55GHz频带内,输入激励为28dBm条件下,测试得到最大PAE能够达到78.3%,输出功率40.5dBm,实验结果和仿真结果基本吻合。     

谐振法探测平板层流DBD的放电装置电特性

功率较大、频谱较宽的射频电源是DBD放电的关键设备,射频电源的功率和频谱宽度成为了研究DBD放电的瓶颈。本文利用手边的先进的射频电源,利用反向设计的思路,谈讨射频电源的设计要求。用谐振法测量平板放电设备谐振频率和射频电源的等效电感。     

基于折叠式比例串联变压器的功率放大器芯片设计

为了在保证芯片面积的同时提高变压器在不同模式下的能量传递效率,文中设计了一款用于无线通信射频系统的新型射频功率放大器芯片,提出了基于折叠式比例串联变压器的功率合成结构,该结构引入了交叉耦合系数以增强变压器初次级的耦合,改善能量传递效率.采用0. 18μm RF CMOS工艺实现了该芯片,其工作频率为2. 4 GHz.测试结果表明:在2. 5 V的供电下,高输出功率模式时,饱和输出功率和最大线性输出功率分别为28. 3和27. 2 d Bm,功率附加效率分别为33. 5%和31. 6%;低输出功率模式时,最大线性输出功率为19. 8 d Bm,功率附加效率为24. 1%.芯片性能良好,可以满足高效、高密度及多制式无线通信射频链路的应用要求.