提高大反射负载牵引测量准确度研究

针对大反射负载牵引测量过程中,由于矢网系统误差导致的负载牵引测量误差较大问题,提出可行的解决方案。首先,以矢网8项系统误差模型为基础,推导出大反射负载牵引功率增益测量模型。以直通线功率的增益误差和为目标函数,通过优化阻抗点分布、重新构建优化权重函数,实现大反射负载牵引测量准确度的进一步提高。经优化比较,在8 mm频段(负载反射系数模值0.9),系统测量直通线功率增益的最大误差由±1 dB优化到±0.2 dB以内(国内文献报道±0.3 dB),进一步提高在片大反射负载牵引系统测量准确度。此外,通过比较分析,明确反射跟踪误差是影响大反射负载牵引测量准确度的主要系统误差项。

基于矢量误差修正的实时负载牵引测量模型方法

提出了一种新型基于矢量误差修正的负载牵引测量模型方法。相比于传统负载牵引测量系统,该方法从8-term矢量误差模型入手,建立接收机与被测件端口处电压波的函数关系,通过对矢量网络分析仪进行矢量校准和对内部接收机进行一次绝对功率校准,可实时测量被测件的输入/负载反射系数,输入/输出功率及功率增益、效率等。按照模型方法搭建了相应的硬件系统,与商用Focus的类似系统进行了比较验证,实验结果表明具有良好的效果,证明了所提方法的准确性。

大反射负载牵引测量系统校准参数优化选取及应用

相对于传统负载牵引测量系统,大反射负载牵引测量系统可以对微波功率放大器件的负载阻抗端实现更大的调配范围,成为目前比较流行的测量方案。对大反射负载牵引测量系统的验证,一般选择转换功率增益作为负载牵引测量系统优化验证参数。通过对比功率增益和转换功率增益的理论值和测量值的偏差,认为在大反射条件下,功率增益对系统校准后的剩余误差更加敏感,对系统准确度优化提升效果更好。最后通过功率优化的应用实验验证,在负载反射系数为0.9时,转换功率增益变化0.4 dB,而功率增益变化0.8 dB,因此,选取功率增益作为大反射优化校准参数效果更明显,而在小反射系数下可选择转换功率增益作为负载牵引测量系统验证参数。

基于负载牵引测试系统的功率管参数提取

对微波功率固态器件进行负载牵引测量是一项有重要意义的基础研究工作。利用负载牵引自动化测试系统对工作频率为1.2～1.4GHz的某硅双极型晶体管进行了负载牵引测量。首先介绍了负载牵引法测试功率管大信号参数的基本原理和测试系统组成,其次对测量过程中的关键技术进行了详细的说明,并提取出器件的大信号阻抗参数。测量结果表明,通过负载牵引测量可获得具有重要参考价值的功率等值线阻抗圆图,从而可为大功率宽带匹配网络设计提供参考。

微波功率固态放大器负载牵引特性的自动测试

提出了一种新的微波功率固态放大器件负载牵引测试方法和校准方法,研制了自动测试系统,并对该测试方法、校准方法和自动测试系统进行了较为详细的讨论。通过实测,获得了微波功率固态放大器输出功率等值线阻抗圆图,验证了所提出的校准方法、测试方法和自动测试系统测试方案是正确的,并具有实用性。

基于负载牵引法的小型化功率模块设计

为了更准确地设计功率放大器,放弃了依靠调试的设计方法而采用负载牵引法进行大信号参数提取并以此为基础进行放大的设计。阐述了管芯大信号模型理论,介绍了利用负载牵引技术对管芯进行大信号参数的提取过程,运用ADS软件对功率放大器的微波性能如增益、驻波比和功率附加效率等进行了优化,并在此基础上设计了S波段小型化功率放大器模块。制作的单级功率放大器模块在500MHz带宽内Gp>9dB,VSWR≤1.5∶1,Pout≥34.6dBm。

负载牵引测试系统的误差源分析

负载牵引测试系统是一个复杂的微波测试系统,必然存在测试误差。本文从系统的组成、系统的校准、测量仪器自身测试误差和测试环境等角度分析了误差的来源,及其对测试系统的影响。

基于负载牵引技术的基站功率放大器设计

为了快速准确地设计出高功率基站功放,在研究负载牵引测试系统架构、原理和工作流程的基础上,采用安捷伦公司的先进设计系统软件内置负载牵引模块,应用负载牵引法设计了一款用于基站系统的功放。对完成匹配的功放进行优化仿真,得到了满足设计指标要求的匹配参数,再根据这些匹配参数制作实际功放,并对该功放进行实际测试,测试结果满足高增益、高输出功率、高效率和高线性度的要求,故在预失真线性化基础上,该功放能很好地应用于基站系统中,提高系统性能。

负载牵引技术在小型化宽频带固态功放设计中的应用

运用负载牵引技术,通过谐波平衡法,设计了倍频程带宽的小型化宽频带微波固态功率放大器。本文中的设计方法可以对功率放大器的输出功率-频率特性、实际功率增益-频率特性、功率附加效率-频率特性、中心频点的输入-输出特性等各项微波性能进行预先估计,是小型化宽频带固态功率放大器设计的一条有效途径。

基于负载牵引技术的射频功率放大器设计

本文描述了微波电路中基于负载牵引技术的WLAN功率放大器的设计方法。笔者采用CMOS工艺设计了两级差分放大电路,并对该差分放大电路进行负载牵引。在此基础上,我们设计了输入输出匹配网络,最后使用ADS软件进行整体仿真。结果表明,在1.8V电源电压下,放大器增益为29dB,1dB压缩点的输出功率为18.3dBm,功率附加效率为16.8%,满足系统指标要求。

X参数于负载牵引测量中的应用

随着有源器件不断地被应用在非线性工作区域,器件的非线性特性进行快速和准确的测量显得尤为重要,X参数作为S参数的自然扩展[1],可以被用来表征器件的非线性特征。本文对X参数定义进行阐述,并采用安捷伦的先进设计系统软件ADS提取X参数,最后将X参数用于负载牵引测量,对X参数的特性进行仿真。

负载牵引系统校准结果性能评价方法研究

针对采用标准失配衰减网络实现负载牵引测量系统校准时,转换增益测量误差ΔG_(T)作为校准结果无法直观反映系统测量输出功率(P_(out))以及功率附加效率(PAE)的测量性能问题。通过在后端模块的负载端插入经校准的精密极化步进衰减器对ΔG_(T)进行衰减替代测量,给出了校准结果ΔG_(T)与P_(out)及PAE变化量的曲线族,方便设计师快速获取系统测量性能。其中,P_(out)误差随ΔG_(T)呈等量线性变化(斜率45°);PAE误差随ΔG_(T)线性增加,当PAE为70%、ΔG_(T)为0.5 dB时,对应的功率附加效率PAE的不确定度约为8.5%。经实验验证,P_(T)及PAE的曲线查询误差与实际测量误差的偏差小于1%,应用设计的查询曲线,可有效提高负载牵引应用工程师的设计效率。

基于负载牵引和记忆效应的X参数的功放建模

为了更加快速准确地描述带有记忆效应的射频功率放大器,基于传统的X参数模型,结合负载牵引和功放的记忆效应,提出一种新型X参数功放建模方法。新方案首先引入负载反射系数;然后利用双记忆路径模型提取出表征记忆效应的非线性函数替换核函数,采用幅度、负载反射系数与频率三变量作为输出信号的新型前馈(FF)结构建立X参数模型;最后采用阶跃信号代替原始的双音信号提取模型用以达到简化模型提取方法的目的,进而提高模型提取的可行性。经仿真测试CGH40045F功放的数据,利用提出的新型X参数建模方案对功放进行建模,仿真功放的相对误差与传统X参数模型、FF结构X参数模型、FB结构X参数模型相比,均有所减小;与FF结构模型和反馈(FB)结构模型相比,仿真时间分别减少了4. 08 s和1. 64 s。实验结果表明,该模型能够更加快速有效地拟合带有非线性记忆效应的射频功率放大器。

采用功率测量负载牵引的阻抗匹配方法

介绍了典型功率测量负载牵引系统组成,以及验证系统准确性的ΔGt方法。通过调节输入输出阻抗,得到微波功率晶体管在4 GHz频率下的匹配阻抗,从而得到了器件在4 GHz条件大信号下真实性能,最大输出功率为22 dBm、最高效率为60%、并给出了输出电流和增益等,为器件和电路的优化设计提供了有力的帮助。

负载牵引法在开关类功率放大器设计中的应用

为提高开关类功率放大器设计的准确性,找出功放管的最优输出阻抗值,采用负载牵引法设计开关类功率放大器,得到最佳输出阻抗值,然后设计输出及输入匹配网络及谐波抑制网络,仿真结果输入功率为28 dBm时,功率附加效率达到69.352%,表明功率负载牵引方法为改进开关类放大器设计,优化开关类功放管性能提供了快速而有效的方法,提高了大信号下模型的准确性。

基于负载牵引方法的微波功率放大器仿真设计

微波功率放大器是通信系统中的关键器件.这里描述了基于EDA技术下3.55GHz的可用于W-CDMA基站的微波功率放大器的设计方法.利用厂家提供的非线性模型进行仿真设计,通过直流仿真来确定其偏置,利用负载牵引技术来确定最佳输入输出阻抗,设计出输入和输出匹配网络.对整个设计进行测试,得到了具有高输出功率,一定效率的功率放大器,适用于线性基站应用.

基于ADS负载牵引仿真的S波段功放模块设计

摒弃原有的调试设计方法,采用ADS软件的负载牵引仿真,通过功率管的大信号模型提取频带内的输入输出阻抗,再根据所提取的阻抗参数设计输入输出匹配电路。通过调整输入输出阻抗匹配点,优化最佳的共轭匹配网络,设计出高功率输出模块。ADS仿真结果表明在2.5~2.7GHz频段上功率输出大于150W,小信号增益在16d B以上。根据仿真电路设计版图,加工安装模块,实测在2.5~2.7GHz频段上饱和功率输出大于155W,小信号增益大于16d B,与仿真结果有较好的吻合度。

基于全局负载牵引的兆赫兹恒压输出无线电能传输系统优化设计方法

近年来无线电能传输技术在消费电子领域得到广泛应用,而接收端的恒压/恒流输出特性可以显著简化负载功率的控制。兆赫兹(MHz)无线电能传输系统由于其各环节复杂的阻抗特性,使得千赫兹(kHz)系统中常用的恒压/恒流拓扑设计难以达到其应有效果。首先,详细分析了E类兆赫兹无线电能传输系统的各部分特性,提出一种基于全局负载牵引的系统优化设计方法。该方法在结构上仅需在发射端增加一枚电容即可实现接收端的恒压/恒流输出,同时使得系统效率在负载变化时稳定在较高水平。最后,搭建了工作频率为6.78 MHz的20 W、10 V恒压输出无线电能传输系统样机,并与传统单点负载优化设计的系统进行比较。该系统在5~20Ω的负载变化范围内电压浮动范围在1 V以内,效率保持在76%~84%,实验结果证明了所提方案的有效性。

阻抗变换夹具在大功率负载牵引测试中的应用

为了实现对大功率RF LDMOS晶体管的精确测试,提出了一种应用切比雪夫阻抗变换夹具进行负载牵引测试的方法。这种方法通过将阻抗变换夹具的S参数在负载牵引系统中去嵌入,使得测试端面的特性阻抗从传统的50Ω变换到10Ω,扩大了系统的测试范围,能准确有效地完成大功率负载牵引测试。实际测试飞思卡尔公司的AFT09S282N的结果表明,该方法达到了预期效果。

基于负载牵引的S波段40 W LDMOS功率放大器设计

针对LDMOS功率放大器在S波段的设计难点,介绍了基于负载牵引测试技术的LDMOS功率放大器设计方法。阐述了负载牵引的测试系统和测试原理,并对LDMOS预匹配管进行了负载牵引测试,利用测试结果设计了一个工作频率为2.7GHz^3.1 GHz的LDMOS功放。功放的测试结果显示,工作频带内输出功率大于40 W,增益超过11 d B,效率超过了40%。从而为LDMOS功率放大器在S波段的设计提供了良好的借鉴作用。