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一款紧凑型氮化镓单片微波集成电路多尔蒂功率放大器设计及基于X参数的5G通信系统级分析
摘要： 本文介绍了一种采用0.25微米氮化镓高电子迁移率晶体管工艺制造的、工作于5G通信应用亚6GHz频段的单片微波集成电路多尔蒂功率放大器(DPA)。通过传输线网络和并联电容实现了紧凑的阻抗逆变器和输出匹配。同时优化了主辅放大器中功率单元的尺寸比例，以实现输出功率回退(OPBO)下的高效性能。实测数据显示：在5.9GHz频点，峰值输出功率(Pout)为38.7dBm，1dB压缩点(P1dB)为32.1dBm；在6dB输出功率回退时，功率附加效率达49.5%。未经数字预失真(DPD)处理时，该DPA对64正交幅度调制(QAM)和256-QAM信号分别能提供平均输出功率23.5dBm（误差矢量幅度EVM<-28dB）和21.5dBm（EVM<-32dB）?；谑挡釾参数进一步研究了DPA的非线性特性，并验证了传统功放表征/测量方法用于系统级设计和测试的准确性。X参数仿真结果还表明：采用DPD处理时，256-QAM信号的平均输出功率可提升至25.7dBm。
关键词： 5G通信、单片微波集成电路（MMIC）、X参数、功率附加效率（PAE）、功率放大器（PA）、多尔蒂结构、氮化镓（GaN）
更新于2025-09-23 15:21:21
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[2019年IEEE天线测量与应用会议(CAMA) - 印度尼西亚巴厘岛库塔(2019.10.23-2019.10.25)] 2019年IEEE天线测量与应用会议(CAMA) - 波导腔内灌注组织等效液体复介电常数的测量
摘要： 本文提出了一种表征非线性并发双频发射机记忆效应的方法，该方法是将传统功率放大器的双音测试扩展至并发双频发射机场景。并发双频发射机的输出信号不仅受互调(IM)产物影响，还受交调(CM)产物影响。在一个频段中，发射机受频率间隔连续扫描的双音信号激励；在另一频段则同时受频率间隔稍宽的另一个双音信号激励，且两信号的频率差在扫描过程中保持恒定。该双音测试在不同功率电平下进行，测量了上下三阶IM和CM产物，揭示了发射机记忆效应在上下三阶产物间的不对称性。测量结果表明记忆效应对三阶IM产物的影响比CM产物更为显著。研究进行了误差分析和系统校准，并展示了两种不同器件的测量结果。
关键词： 交叉调制（CM）、双频、数字预失真（DPD）、多输入多输出（MIMO）、放大器、功率放大器（PA）、互调（IM）
更新于2025-09-23 15:19:57
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宽带混合包络跟踪调制器，采用滞环控制的三电平开关转换器与摆率增强型线性放大器
摘要： 本文提出一种宽带混合包络跟踪(ET)调制器，其采用滞环控制的三电平开关变换器(3L-SWC)与摆率增强型线性放大器(LA)。该三电平开关变换器不仅具有更小的纹波和更低的损耗，所提出的滞环控制还能实现更高速度环路和更宽带宽，使开关频率超过80MHz。同步传感器电路可监测并调节飞跨电容电压VCF，从而省去传统所需的校准环路。滞环控制的三电平开关变换器为功率放大器(PA)供电负载电流提供高占比且低纹波的供电，降低了线性放大器的高频电流与纹波抵消电流，提升了系统整体效率。线性放大器中采用摆率增强(SRE)电路，使其摆率达到307V/μs以上，带宽超过275MHz。该SRE电路通过直接连接AB类输出级晶体管栅极的并行辅助电流路径，在不改变线性放大器其余部分工作点的情况下加速输出充放电过程，同时保持AB类级的静态电流。该电源调制器采用65nm CMOS工艺制造。测试结果表明：当禁用SRE时，在1W输出功率下可跟踪长期演进(LTE)-40MHz包络并实现93%的峰值效率；启用SRE后则能跟踪LTE-80MHz包络并保持91%的峰值效率。
关键词： 长期演进（LTE）、LTE-Advanced、迟滞控制、包络跟踪（ET）、电源调制器、功率放大器（PA）、三级开关转换器（3L-SWC）、摆率增强（SRE）、混合
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用新型宽带径向短截线的全W波段氮化镓功率放大器单片集成电路
摘要： 本文描述了基于氮化镓技术的首款全W波段（75-110 GHz）功率放大器（PA）单片微波集成电路（MMIC）的设计方案。所研究的MMIC包含两个版本：三阶PA在70-110 GHz带宽范围内平均输出25.6 dBm功率，功率附加效率（PAE）为6.5%；四阶PA可产生27 dBm功率，PAE为6.1%。在80 GHz频率点实现28.6 dBm的峰值输出功率，对应PAE为8.6%，功率密度达2.6 W/mm。通过采用新型宽带径向短截线设计（其带外抑制能力较传统结构提升近两倍），部分实现了该宽带特性。据我们所知，目前尚无其他固态电路能在整个W波段达到如此高的输出功率水平。
关键词： 单片微波集成电路（MMIC）、宽带、功率放大器（PA）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、W波段（75–110 GHz）、径向短截线、氮化镓、毫米波（mm-waves）
更新于2025-09-09 09:28:46
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并发双频带包络跟踪功率放大器的多查找表数字预失真器偏最小二乘辨识
摘要： 本文提出一种基于偏最小二乘(PLS)回归方法的多查找表(LUT)数字预失真(DPD)架构系数估计技术。所提出的三维分布式存储LUT架构适用于高效FPGA实现，可补偿并发双频包络跟踪功率放大器中的失真。一方面，提出正交匹配追踪算法的新变体，以仅在前向通路中合理选择DPD函数的最佳LUT，从而减少所需系数数量；另一方面，采用PLS回归方法同时解决系数估计的正则化问题，并降低DPD反馈识别通路中待估计的系数数量。此外，通过利用PLS变换矩阵的正交性，可显著简化参数识别的计算复杂度。实验结果将证明：在满足目标线性度水平的同时，如何降低前向和反馈通路中的DPD复杂度（即系数数量）。
关键词： 主成分分析（PCA）、查找表（LUTs）、功率放大器（PA）、包络跟踪（ET）、偏最小二乘法（PLS）、数字预失真（DPD）
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于氮化镓高电子迁移率晶体管功率放大器的混合模拟/数字线性化技术
摘要： 本文描述了一种针对氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）功率放大器的混合模拟/数字线性化方案，该方案由新型模拟前馈电路和传统广义记忆多项式（GMP）数字预失真器（DPD）组成。模拟电路实现了一个非线性滤波器，用于补偿因电子捕获现象导致的自偏置行为所引起的氮化镓HEMT长期记忆效应。实验测试表明，该线性化方案的互调失真水平比单独使用GMP DPD时改善了6.8分贝，该失真水平符合多载波全球移动通信系统基站发射机的线性度规范要求。
关键词： 模拟线性化、长期记忆效应、氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）、功率放大器（PA）线性化、数字预失真（DPD）、电子俘获
更新于2025-09-09 09:28:46
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用于TDD前端的低损耗毫米波收发组合器合成技术
摘要： 时分双工（TDD）收发（T/R）毫米波（mm-wave）前端包含功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、天线开关以及相应的无源匹配与合路网络。本文提出一种综合设计方法，通过将PA输出匹配网络、LNA输入匹配网络与T/R开关整合为统一网络来最小化整体损耗。该技术提升了毫米波收发机在PA效率和LNA噪声系数方面的性能。所提出的T/R合路器可实现高线性度并处理大PA输出电压摆幅。该架构适用于任何具备高集成能力的工艺平台。采用45nm绝缘体上硅CMOS工艺实现了Ka波段方案，包含基于四堆叠结构的高功率PA和基于电感源极退化的共源共栅LNA。该前端中PA实现23.6dBm饱和输出功率与28%的峰值功率附加效率，LNA噪声系数为3.2dB。芯片总面积（含焊盘）为0.54平方毫米。
关键词： 发射/接收（T/R）开关、低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、5G发射机、堆叠式功率放大器、绝缘体上硅（SOI）、时分双工（TDD）、互补金属氧化物半导体（CMOS）、毫米波（mm-wave）、Ka波段
更新于2025-09-04 15:30:14
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[IEEE 2018年第13届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 西班牙马德里(2018.9.23-2018.9.25)] 2018年第13届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 封装型氮化镓X波段功率放大器系列的设计与实现
摘要： 本文描述了两款封装于商用封装中的宽带AB类高功率放大器（PA）的设计与验证结果。两款放大器均基于WIN半导体公司的0.25微米碳化硅基氮化镓（GaN on SiC）技术设计。所选GaN工艺采用紧凑型共源（CS）晶体管布局，配备独立源极接地过孔。该系列覆盖整个X波段频率范围：首款设计调谐于7-11 GHz频段，第二款设计调谐于10-12 GHz频段。两款设计在整个带宽范围内饱和输出功率均超过25瓦，峰值功率附加效率达30%。文中给出了实现宽带性能与输出功率平衡的多级功率合成匹配策略。通过对PA单片微波集成电路（MMIC）设计的深入讨论，并结合封装热管理（包括PCB设计与主动冷却方法）的探讨，完整呈现了这一功能完备的PA系列。
关键词： 赝配高电子迁移率晶体管（pHEMT）、X波段、宽带放大器、高效率、功率放大器（PA）、热分析、电磁仿真、单片微波集成电路（MMIC）
更新于2025-09-04 15:30:14