【導讀】無線電收發(fā)器最關鍵的組成部分之一是功率放大器，負責在傳輸前提升調制信號，因為它消耗了整個無線電系統(tǒng)消耗的大部分能量。功率放大器的性能確實可以決定發(fā)射機的整體性能，不僅在轉換效率方面，而且在線性度、可靠性、產量、散熱、尺寸和最終成本方面也是如此。飽和時效率最大化的功率放大器拓撲不適合當前的復雜調制方案。在這種情況下，平均效率可以通過系統(tǒng)級解決方案來恢復，如包絡跟蹤或異相。
然而，像Doherty功率放大器這樣的電路級解決方案，無論是單輸入還是雙輸入，如今在基站市場都非常受歡迎，因為它們需要的額外電路更少。此外，必須控制載物臺的線性度，因為通常需要沒有任何附加線性化器的線性放大器。
研究內容
都靈理工大學的研究人員在最近的工作中，一個20W的氮化鎵Doherty功率放大器被設計在3.5GHz，目標是FR1 5G-新的射頻頻帶。影響數(shù)據處理協(xié)議的主要問題之一，即有限的帶寬，是通過特殊設計解決方案優(yōu)化的。第一個是用混合技術制造的，但相當大的頻率偏移妨礙了它在目標頻段的完整特性。盡管如此，初步的測量結果是在重新設計過程中提出的。
實驗方法
采用兩個相同的有源器件，即氮化鎵晶體管(CGH40010F)，在3.5千兆赫下設計單輸入DPA。主器件偏置在AB類(VDS= 28 V，ID= 70 mA)，輔器件偏置在C類(VDS= 28 V，VGS= -7.0 V)。通過與柵極串聯(lián)的并聯(lián)電阻-電容電路(電阻= 33歐姆，電容= 3.3 pF)以及柵極偏置線上的50ω歐姆，可以確保器件在帶內和低頻下的無條件穩(wěn)定性。
正在設計的完整DPA的框圖。
模擬散射參數(shù)。
2.8GHz至3.6GHz范圍內模擬漏極效率和增益與輸出功率的關系。
已實現(xiàn)原型的照片。
結論
該研究提出了一種氮化鎵Doherty功率放大器的設計。由于將器件寄生元件嵌入Doherty輸出組合器，并將其實現(xiàn)為多級四分之一波長變壓器，因此實現(xiàn)了寬帶性能。模擬結果幾乎與5G應用的技術水平一致。然而，由于測量的散射參數(shù)與模擬的散射參數(shù)相比存在差異，無法通過后調諧進行校正，原型的重新設計正在進行中。
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