1. 研究目的与意义
当今社会,信息产业发展迅速,无线通信系统也得到了快速的发展。无线通信系统的信号传输总是希望能在最小功耗下完成的,因此系统的效率问题必然成为研究的重点。整个系统中功耗最大且占据系统核心地位的模块就是射频功率放大器,射频功率放大器的目的在于将直流电源功率转换为高频功率输出。因此研究设计高效率功率放大器是改善通信系统效率、提升通信系统性能的重要举措。提升功率放大器的效率一直是学术界和工业界追求的目标,因此展开对射频高效率功率放大器的研究有着重要的理论意义和应用价值。
功率放大器处于无线通信系统的射频前端,其性能直接影响无线通信系统的通信质量、通信距离和系统的能耗,功率放大器的性能指标主要有输出功率、效率和线性等。它的效率很大程度决定着无线通信系统的整体效率,工作效率低会造成大量的能量损耗,并且产生的热量会恶化功率放大器的性能,工作效率高会引发线性度等其他性能的恶化。由于功率放大器是非线性器件,其非线性特性会影响信号质量,因此在提高功率放大器的输出功率及效率的同时,需要兼顾功率放大器的特性。
异质结双极晶体管(HBT)在功率放大器等领域有着广泛应用,输出功率高,高频特性优异,线性度宽和效率高。因为这些优点,使HBT越来越重要。然而现在发展追求的芯片的尺寸不断变小,导致了热阻的不断变大,继而加剧了自加热效应和热耦合效应的影响,严重限制了HBT高功率处理能力。
2. 研究内容与预期目标
主要研究内容:
射频高频功率放大器的目的在于将直流电源功率转换为高频功率输出,转化效率的高低则是评价放大器放大性能优劣的重要指标,而通常高效率会引发线性度等其它性能恶化。本课题拟采用镇流电阻的偏置性能与负反馈性能,在提高效率的同时尽量保证线性度良好。通过智能逐渐开启功能提高效率,利用负反馈性能改善线性度,针对2.4GHz频段设计一款性能优异的放大器。
3. 研究方法与步骤
拟采用的方法:
在AB类功率放大器的基础上设计一种新的分布式镇流器电阻网络,以更好的提高效率并保证线性度良好。将传统的基极镇流器电阻器重新排列成树状结构。一个基极镇流电阻器以较小的值连接到每个HBT单元,那么每两个这样的相邻的支路与另一个镇流器电阻器汇合,以此类推,直到连接到偏压源。
步骤:
4. 参考文献
[1] 杜武林,张爵胜. 高频电路原理与分析[M]. 西安:西北电讯工程学院出版社,1986.
[2] 杨务诚. GaAs HBT MMIC 功率放大器的设计[D]: [硕士学位论文]. 湖南:湖南大学,2012
[3] 胡锦,刘安玲,陶可欣等. 带有基极镇流电阻的SiGe HBT射频功率放大器[J]. 固体电子学研究与进展,Vol. 10, 2012.
5. 工作计划
(1)2022.1.19-2022.1.26图书馆查阅资料;
(2)2022.1.27-2022.2.4网上查阅资料;
(3)2022.2.5-2022.2.12查找与开题报告有关的文献;
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