GaN宽带高效率功率放大器研究与设计

发布时间：2020-06-21 07:41

【摘要】：随着现代移动无线通信技术的快速发展,2G、3G、4G无线通信技术即将成为过去式,第五代移动通信技术(5G)正在悄然来临。新的移动通信系统需要向下兼容的要求导致了现代移动通信系统呈现出多种通信模式和多个通信频段并存的局面。而功率放大器做为无线通信系统的关键性模块电路,其宽带、功率、线性度等性能直接影响着整个无线通信系统的通信质量。本论文正是基于多模式、多频段无线通信系统的发展现状及发展趋势而开展的对宽带高效率功率放大器电路的研究及设计。第一款是多倍频程高效率功率放大器,针对倍频程功率放大器的设计的特点,本文利用负载牵引技术分析输入功率、偏置电压、工作频率对功率器件输出阻抗的影响,从而寻找出满足宽带、功率、效率等性能指标的最优阻抗区域;输入、输出匹配网络采用了切比雪夫多节阻抗变换器的综合设计方法,很好的拓展了输入、输出匹配网络的带宽性能;运用Ga N CGH40010F功率器件实现了0.8-4.0GHz(相对带宽133%)多倍频程高效率功率放大器电路。连续波大信号测试结果表明:在0.8-4.0GHz的频率范围内输出功率为39.5-42.9 d Bm,漏极效率为54.20%-73.73%,增益为9.4-12.0 d B。在中心频率2.4GHz未利用线性化技术的情况下使用5MHz WCDMA调制信号测试得到功率放大器的邻近信道泄漏比(ACLR)为-27.2 d Bc。本文设计的工作频率能够覆盖目前主要的无线通信系统包括Wi Fi、GSM、3G、4G以及5G等。第二款宽带高效率功率放大器的设计提出了一种拓展匹配网络的带宽性能的改进型结构,主要思想是通过降低匹配网络的阻抗变化比进而拓展匹配网络的带宽。通过对CGH40010F的阻抗点分析及微带线阻抗变换计算,可以得到在0.8-2.5GHz的频带内功率器件的阻抗收敛于实阻抗20?,然后通过具有宽带性能的Klopfenstein阻抗渐变线完成实阻抗20?到实阻抗50?的阻抗变换。连续波大信号测试结果表明:在0.8-2.5GHz的工作频率范围内的输出功率为40.54-42.72d Bm,漏极效率为55.42%-80.47%,增益大于10.21d B。在中心频率1.8GHz未利用线性化技术的情况下使用5MHz WCDMA调制信号测试得到功率放大器的邻近信道泄漏比(ACLR)为-34.5 d Bc。本文针对功率放大器输出功率、漏极效率、工作带宽、线性度等性能指标的提升做了详细的分析和工程设计,并且通过本文的分析与设计很好的完成了在保证功率放大器的输出功率、效率、线性度等条件下实现拓展带宽目的。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN722.75
【图文】：

图 1-1 移动无线通信系统的发展进程2535z70808909153454601710173517451800MHz移动GSM联通GSM联通LTE FDD电信LTE FDD176517801785180518301840移动GSM联通GSM联通LTE FDD电信LTE FDD186018751880188019001915移动SCMDATD-LTE电信FDD/3G192019401965移动TD-LTE联通FDD/3G1885197521102025电信3G/FDD21552165移动TD-SCDMA20102025电信3G/FDD1900/2100MHz23002320联通TD-LTE2370移动TD-LTE联通FDD/3G23902300MHz2440联TD移TD电TD260

线通信系统的发展进程188019001915移动CMDAD-LTE电信DD/3G192019401965移动TD-LTE联通DD/3G1885197521102025电信G/FDD动TD-CDMA20102025电信G/FDD/2100MHz23002320联通TD-LTE2370移动TD-LTE联通FDD/3G23902300MHz244025002555联通TD-LTE2575移动TD-LTE电信TD-LTE26552600MHz2635

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本文编号：2723762