S波段高效率功率放大器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代移動(dòng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展迅速，為了獲得更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，信號(hào)包含多路相位和幅度多變的副載波，導(dǎo)致信號(hào)峰均比(PAR)很高，這對(duì)微波功率放大器的效率和線性度提出了越來越高的要求。Doherty功率放大器(DPA)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而應(yīng)用廣泛;氮化鎵高電子遷移率晶體管(GaN HEMT)由于其突出的材料特性，在輸出功率與效率上達(dá)到很好地平衡而受到關(guān)注，基于GaN器件的DPA研究成為熱點(diǎn)。
　　本文采用三級(jí)級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款高增益、高效率

2、的S波段功率放大器。為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，推動(dòng)級(jí)擬選用高增益和高效率的GaN HEMT，末級(jí)放大器使用基于GaN器件的Doherty放大器結(jié)構(gòu)。本課題結(jié)合國(guó)內(nèi)外Doherty放大器的相關(guān)研究，利用射頻仿真軟件ADS，主要針對(duì)末級(jí)單管以及Doherty功放工作原理及參數(shù)間的關(guān)系進(jìn)行了仿真研究，總結(jié)出一系列解決方案如增加主、輔功放的延遲線，合適的柵壓選擇、不平衡的功率分配以應(yīng)對(duì)實(shí)際問題。通過仿真與合理布局，完成各級(jí)版圖、結(jié)構(gòu)及電源保護(hù)電路設(shè)計(jì)與制

3、作。
　　實(shí)際測(cè)試中，末級(jí)DPA小信號(hào)時(shí)增益約為13dB，飽和輸出功率為47.22dBm，此時(shí)PAE=67.08％，功率增益為11.7dB，當(dāng)輸出功率為44.5dBm（回退3dB），PAE=56.74％，當(dāng)輸出功率為41.3dBm(回退6dB)，PAE=44.3％。總功放組件的飽和輸出功率為47.22dBm;輸出為47.22dBm時(shí)，組件增益為43dB，PAE大于64％;功率回退至41.3dBm(回退6dB)時(shí)，PAE大于38％。