集成滤波特性的宽带滤波-功率放大器

为满足现代无线通信系统向宽频带、集成化、低成本和高性能方向发展的需求.基于协同设计理论,利用自研的RF-LDMOS器件设计了一款集成滤波特性的宽带滤波功率放大器。设计“T型”结构的预匹配网络以扩大晶体管阻抗值,同时集成枝节负载耦合线构成宽带滤波网络。连续波测试结果表明在1.2~2.6 GHz频带内饱和输出功率均大于40 dBm,漏极效率大于45%,增益约为11.5 dB,对二次谐波的抑制能力达到-62 dBc。当平均输出功率为32.5 dBm,ACPR在频带内均优于-37 dBc。本设计使功放兼具放大和滤波的作用,提高电路集成度的同时相对带宽拓展到了74%,符合当今无线通信系统的需求。

可重构宽带功率放大器设计

随着未来无线通信需求的增长,通信系统需适用更多的频带和标准。针对可重构功率放大器各模式下工作带宽窄的缺点,本文基于简化实频技术和可重构理论,提出了一种拓展可重构功率放大器工作带宽的设计方法。通过在可重构理论中融入简化实频法的宽带设计方法,在设计过程中加入新的误差函数,对可变模式下的可重构电路结构进行判别,进而实现可重构宽带功率放大器设计。为了验证该方法的有效性,并满足实际设计指标,采用中国科学院微电子研究所自主研发的LDMOS晶体管设计并制作了适用于GSM网络和LTE网络的一个频率可切换的宽频可重构功率放大器。测试结果表明,该可重构功率放大器在不同模式下可分别工作在0.6~1.1 GHz和1.1~1.6 GHz频段,饱和输出功率超过40 dBm,漏极效率(DE)在50%~60%之间。因此,本文提出的设计方法可以降低可重构宽带功率放大器的设计难度,较好的发挥晶体管性能,降低成本,在实际基站射频电路设计中具有很好的应用意义。

可重构连续型F类超宽带功率放大器

带宽与效率是功放设计中的两项重要指标,如何使功放同时满足宽频带、高效率的设计要求一直是功放研究的热点和难点之一。本文基于硬件智能化技术和连续理论提出了连续型F类超宽带功率放大器,以连续理论扩大阻抗匹配空间,将传统F类功放推广至连续型F类功放,有效拓宽其工作带宽,并以可重构技术将分散的频段整合为整体。通过测试,该功放在0.9~4 GHz范围内,功率附加效率(power added efficiency,PAE)大于72%,增益约为12.5 dB,饱和输出功率为41 dBm。本设计将可重构技术和连续理论二者优势结合,具有宽频带、高效率、智能性等优点,能够很好地适应5G无线通信系统的需求。