【導(dǎo)讀】無線電收發(fā)器最關(guān)鍵的組成部分之一是功率放大器，負(fù)責(zé)在傳輸前提升調(diào)制信號，因?yàn)樗牧苏麄€(gè)無線電系統(tǒng)消耗的大部分能量。功率放大器的性能確實(shí)可以決定發(fā)射機(jī)的整體性能，不僅在轉(zhuǎn)換效率方面，而且在線性度、可靠性、產(chǎn)量、散熱、尺寸和最終成本方面也是如此。飽和時(shí)效率最大化的功率放大器拓?fù)洳贿m合當(dāng)前的復(fù)雜調(diào)制方案。在這種情況下，平均效率可以通過系統(tǒng)級解決方案來恢復(fù)，如包絡(luò)跟蹤或異相。
然而，像Doherty功率放大器這樣的電路級解決方案，無論是單輸入還是雙輸入，如今在基站市場都非常受歡迎，因?yàn)樗鼈冃枰念~外電路更少。此外，必須控制載物臺的線性度，因?yàn)橥ǔＰ枰獩]有任何附加線性化器的線性放大器。
研究內(nèi)容
都靈理工大學(xué)的研究人員在最近的工作中，一個(gè)20W的氮化鎵Doherty功率放大器被設(shè)計(jì)在3.5GHz，目標(biāo)是FR1 5G-新的射頻頻帶。影響數(shù)據(jù)處理協(xié)議的主要問題之一，即有限的帶寬，是通過特殊設(shè)計(jì)解決方案優(yōu)化的。第一個(gè)是用混合技術(shù)制造的，但相當(dāng)大的頻率偏移妨礙了它在目標(biāo)頻段的完整特性。盡管如此，初步的測量結(jié)果是在重新設(shè)計(jì)過程中提出的。
實(shí)驗(yàn)方法
采用兩個(gè)相同的有源器件，即氮化鎵晶體管(CGH40010F)，在3.5千兆赫下設(shè)計(jì)單輸入DPA。主器件偏置在AB類(VDS= 28 V，ID= 70 mA)，輔器件偏置在C類(VDS= 28 V，VGS= -7.0 V)。通過與柵極串聯(lián)的并聯(lián)電阻-電容電路(電阻= 33歐姆，電容= 3.3 pF)以及柵極偏置線上的50ω歐姆，可以確保器件在帶內(nèi)和低頻下的無條件穩(wěn)定性。
正在設(shè)計(jì)的完整DPA的框圖。
模擬散射參數(shù)。
2.8GHz至3.6GHz范圍內(nèi)模擬漏極效率和增益與輸出功率的關(guān)系。
已實(shí)現(xiàn)原型的照片。
結(jié)論
該研究提出了一種氮化鎵Doherty功率放大器的設(shè)計(jì)。由于將器件寄生元件嵌入Doherty輸出組合器，并將其實(shí)現(xiàn)為多級四分之一波長變壓器，因此實(shí)現(xiàn)了寬帶性能。模擬結(jié)果幾乎與5G應(yīng)用的技術(shù)水平一致。然而，由于測量的散射參數(shù)與模擬的散射參數(shù)相比存在差異，無法通過后調(diào)諧進(jìn)行校正，原型的重新設(shè)計(jì)正在進(jìn)行中。
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