S波段高效率功率放大器的研究與實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代移動和衛(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，信號包含多路相位和幅度多變的副載波，導致信號峰均比(PAR)很高，這對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)簡單而應用廣泛;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。
　　本文采用三級級聯(lián)設計實現(xiàn)了一款高增益、高效率

2、的S波段功率放大器。為實現(xiàn)設計目標，推動級擬選用高增益和高效率的GaN HEMT，末級放大器使用基于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，主要針對末級單管以及Doherty功放工作原理及參數(shù)間的關(guān)系進行了仿真研究，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對實際問題。通過仿真與合理布局，完成各級版圖、結(jié)構(gòu)及電源保護電路設計與制

3、作。
　　實際測試中，末級DPA小信號時增益約為13dB，飽和輸出功率為47.22dBm，此時PAE=67.08％，功率增益為11.7dB，當輸出功率為44.5dBm（回退3dB），PAE=56.74％，當輸出功率為41.3dBm(回退6dB)，PAE=44.3％?？偣Ψ沤M件的飽和輸出功率為47.22dBm;輸出為47.22dBm時，組件增益為43dB，PAE大于64％;功率回退至41.3dBm(回退6dB)時，PAE大于38％。