【摘 要】
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现代移动和卫星通信系统发展迅速,为了获得更高的数据传输速率,信号包含多路相位和幅度多变的副载波,导致信号峰均比(PAR)很高,这对微波功率放大器的效率和线性度提出了越来
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现代移动和卫星通信系统发展迅速,为了获得更高的数据传输速率,信号包含多路相位和幅度多变的副载波,导致信号峰均比(PAR)很高,这对微波功率放大器的效率和线性度提出了越来越高的要求。Doherty功率放大器(DPA)因其结构简单而应用广泛；氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)由于其突出的材料特性,在输出功率与效率上达到很好地平衡而受到关注,基于GaN器件的DPA研究成为热点。本文采用三级级联设计实现了一款高增益、高效率的S波段功率放大器。为实现设计目标,推动级拟选用高增益和高效率的GaN HEMT,末级放大器使用基于GaN器件的Doherty放大器结构。本课题结合国内外Doherty放大器的相关研究,利用射频仿真软件ADS,主要针对末级单管以及Doherty功放工作原理及参数间的关系进行了仿真研究,总结出一系列解决方案如增加主、辅功放的延迟线,合适的栅压选择、不平衡的功率分配以应对实际问题。通过仿真与合理布局,完成各级版图、结构及电源保护电路设计与制作。实际测试中,末级DPA小信号时增益约为13dB,饱和输出功率为47.22dBm,此时PAE=67.08%,功率增益为11.7dB,当输出功率为44.5dBm(回退3dB),PAE=56.74%,当输出功率为41.3dBm(回退6dB), PAE=44.3%。总功放组件的饱和输出功率为47.22dBm；输出为47.22dBm时,组件增益为43dB, PAE大于64%；功率回退至41.3dBm(回退6dB)时,PAE大于38%。整个设计满足指标要求。
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