基于GaN的宽带高效Doherty功率放大芯片研究与设计

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxuhhe
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氮化镓(GaN)作为一种宽禁带半导体,用于功率放大器设计时可承受更高的工作电压,具有更高的功率密度和可工作温度。对于既定功率水平,GaN基功率放大器具有体积小和频率特性好的优势,被广泛应用于通信基站。随着无线通信系统的不断发展,单位时间需要传输更多的数据,射频信号峰均功率比不断增大,GaN基功率放大器的效率不断降低,需要在电路拓扑结构方面不断创新以应对挑战。Doherty功率放大器是提高输出功率回退区内效率的最有前景的方法之一,已成为当前的研究热点。为了解决大的峰均功率比信号降低功率放大器效率的问题,本文采用先对单路GaN功率放大器进行优化,提高其功率回退区效率,再结合非对称结构、负载调制网络优化和反向输入功率等技术,设计了一种改进型的宽带高效的三阶Doherty功率放大器。该功率放大器包括三路非均匀功分器、输入匹配网络、偏置电路、负载调制网络模块和功率管。在三阶Doherty功率放大器的设计过程中,针对其中单路功率放大器,采用二次谐波控制和在回退功率点做输入阻抗匹配,使功率回退区效率提高了11%;针对三阶Doherty功率放大器中四分之一波长阻抗逆变器的最大阻抗变换比16而引起的带宽变窄,提出了非对称结构和优化负载调制网络将其最大阻抗变换比降低到3,从而增大带宽;针对在低功率信号输入时,Doherty功率放大器只有主功率放大器工作导致的小信号增益和回退功率效率过低,提出反向输入功率技术,将输入到主功率放大器的功率占比提高,从而提高回退功率效率和增益。基于0.25μm GaN工艺,设计了单路GaN功率放大器和三阶Doherty功率放大器。电路版图联合仿真结果表明,所设计的三阶Doherty功率放大器工作在4.3-5GHz(相对带宽15.1%)时,实现了饱和输出功率为40.5-42.7d Bm,增益为5.2-6.6d B,功率附加效率在饱和处为33-40.3%、在功率回退6d B处为39-43.8%、在功率回退9d B处为32-37.7%。与相关文献对比,在C波段GaN Doherty功率放大芯片方面具有一定的宽带和高效率优势。
其他文献
甲醛是一种原生质毒质,对人体有致畸、致癌等重大危害。目前应用在香菇中甲醛含量的检测方法以水蒸气蒸馏法为主。该法耐用性尚可,但处理样品少,对设备密闭性要求高,不适宜痕量甲醛检测,因而难以满足检测需求。此外,香菇中甲醛含量显著高于其它食品,由于自身代谢,贮藏期内香菇甲醛含量也会上升,存在易忽略、难控制等问题。加工过程中,因香菇中甲醛而产生风险性并未降低,可进一步产生并迁移至成品中,导致食品风险系数上升
纳米银具有抗菌谱广和不易产生耐药性等优势,作为无机抗菌剂被广泛应用于医疗、包装、电子等领域。然而,纳米银存在制备工艺复杂且不绿色、颗粒易团聚且与高分子材料的相容性差等问题,限制了其在抗菌高分子材料中的广泛应用。木质素(lignin)是一种具有还原性官能团、三维网状结构和环境友好性的天然生物质材料,作为纳米银载体、还原剂和分散剂,可实现纳米银的绿色和可控制备及其良好分散,但未经改性的木质素纳米银复合
当前我国人口老龄化趋势不断加重,老年慢性病患者也日益增多,老年人对药物的依赖程度越来越高。在外出旅游等特殊场景下,药物的携带与服用是困扰当前老年人健康出行的一大痛点问题,尽管近年来市场上出现了一些智能药盒产品,但其在便捷性、有效性和用户体验等方面还存在很多不足,如药物取用不便、紧急药物不易取出、无法记录药物服用情况等,与老年人的服药情境和生活习惯有较大偏差。针对以上问题,本文提出了一种智能药盒水杯
密封圈的老化与GIS气体密封性密切相关,然而目前密封圈的老化特性尚不明确。本文针对密封圈的老化特性,检测人工加速老化密封圈和GIS变电站运行退役密封圈的老化规律、老化特征和老化机理,同时,试验研究了水(湿)和盐水(湿盐)对密封圈热老化特性的影响,为橡胶密封圈的老化研究提供技术支撑。首先,搭建密封圈人工加速老化试验和检测平台,提出密封圈性能检测的新指标变形恢复率,对不同配方新三元乙丙橡胶密封圈弧形试
随着第五代移动通信技术的发展,终端设备的数量和无线通信系统规模持续增长,对能量的需求越来越大,而全球能量短缺问题日益严峻,如何降低通信系统的能量消耗成为了亟待解决的关键问题。无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)将射频能量收集技术整合到无线传输中,为能量受限设备持续提供能量以延长续航,实现绿色通信。另一方
随着社会的进步和经济的发展,能源危机日益突出。传统锂离子电池已无法满足人们的能量需求。因此,开发高比容量和高能量密度的电池系统迫在眉睫。锂硫电池因其高理论比容量、原料储量丰富易得、环境友好等优点而被认为最有潜力的新一代电池储能系统之一。然而,锂硫电池大规模的商业应用也存在诸多问题。例如,活性物质硫利用率低、多硫化物的溶解、倍率性能差、循环寿命短、锂枝晶的生长等。本论文利用过渡金属硒化物对多硫化锂(
嗜热链球菌是常见的发酵菌株之一,具有悠久的应用历史,可用于发酵乳及其制品的生产。当前,我国发酵乳市场逐年扩大,功能性发酵乳产品品类日渐多样化、销量逐年攀升,致使优良发酵剂的需求越来越大。但我国发酵剂制备技术起步较晚,国内发酵剂市场一直被跨国公司垄断。目前国内对嗜热链球菌的研究多集中于菌株的筛选和发酵工艺优化,对其基因组和功能特性的系统研究较少。本文旨在开发具有自主知识产权的、源于中国本土的、具有良
染色废水是印染废水中污染最严重的、最难以处理的废水之一。因此,研发一种高效可行的染色废水处理技术对印染废水的处理具有重要意义。过一硫酸盐(PMS)高级氧化技术对染色废水具有较好的处理效果,但是在均相体系中金属离子容易被氧化或沉淀导致利用率低,过量投加又容易对环境造成二次污染。为此,本研究从催化剂自身催化活性和PMS活化方式两个方面展开研究。其一,制备了非均相MnO2/CoFe2O4磁性纳米复合催化
近年来我国建筑业取得举世瞩目的成绩,其中,装配式建筑已逐渐发展成为建筑领域重点关注的方向之一,但仍存在一定的问题与不足,譬如装配式建筑应用与研究发展不均衡,研究对象大多为住宅类项目,公共建筑类项目较少,对于装配率和造价方面的对比大多集中于装配式住宅类建筑与传统现浇混凝土住宅类建筑之间,而不同类别装配式建筑间的对比分析却略有忽视等。本文收集了123栋装配式公共建筑作为研究对象,对其装配率、预制构件和
豌豆蛋白是一种优质全价植物蛋白资源,正逐渐成为传统蛋白质如动物蛋白、乳清蛋白和大豆源蛋白等的流行替代蛋白。然而,目前国内现有加工技术生产的商品化豌豆蛋白易受热变性、溶解度低、功能性较差、风味和口感较差,极大地限制了其在食品中的应用。因此,如何改善豌豆蛋白的整体性能使其更广泛地应用于食品中是一个亟待解决的问题。本课题旨在通过酶法改性提高豌豆蛋白的整体性能,具体研究结果如下:(1)选用谷氨酰胺酶对豌豆