基于阶跃式匹配结构与谐波控制技术高效宽带GaN HEMT射频功率放大器设计

针对射频功率放大器存在的效率及带宽问题,文中设计了一款高效宽带GaN HEMT功率放大器(power amplifier,PA),采用阶跃式匹配结构实现其输入输出匹配网络设计,结合典型的十字型谐波控制技术实现了二、三次谐波的控制,极大地提高了输出效率。以GaN HEMT晶体管为核心器件,通过设置合适的偏置网络和匹配网络结构实现了电路设计。仿真结果表明,在2.3~2.9 GHz内其输出功率(P_(out))为41~42.1 dBm,增益(Gain)达12~13.1 dB、漏极效率(drain efficiency,DE)达69.1%~77.7%、功率附加效率(power added efficiency,PAE)达67.1%-74.3%。

应用于无线通信的高效宽带GaN HEMT功率放大器

基于GaN器件设计了一款带宽达到1.2GHz^2.6GHz功率放大器,覆盖了移动、电信、联通三家运营商频段.漏级效率达到60%~88%,相对带宽达到73%,平均输出功率10 W以上,大信号增益为10~12dB.采用基波阶跃式匹配与谐波控制网络进行设计,解决了同时兼有高效率和宽频带的GaN功率放大器中一系列关键性问题,为4G基站高效率宽带下的功率放大器研制提供一种新的实现途径和方法.

一种应用于2.2 GHz的射频功率放大器设计

采用Cree公司提供的CGH40010F GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)作为有源器件,设计了一款工作在2.2 GHz的射频功率放大器。利用ADS软件对功率管的偏置电路进行设计的仿真,利用阶跃式匹配方法扩展了带宽,通过对功率管寄生参数的仿真,有效地提高了功率附加效率(PAE)。仿真结果表明,在2.1 GHz~2.3 GHz的频率范围内,小信号S 21增益为12.03 dB~12.77 dB,大信号输出功率为40.17 dBm,功率附加效率达到61.3%。达到设计指标的要求。