5G时代,通信的传输速率和频谱资源的需求正在迅速增长,射频微波技术在人们的日常生活中越来越重要。而几乎所有的射频与微波系统中,都离不开信号的放大,杭州电子科技大学教授程知群带领的课题组,在功率放大器的研究上取得了一些新进展。
据程教授介绍,若要实现高速的数据速率传输,对功率放大器效率和带宽指标将带来更严苛的设计要求。作为射频首发系统中功耗最大的模块,功率放大器的性能,直接影响通信系统性能的优劣。在浙江省自然科学基金的支持下,程知群课题组提出一系列创新性方法,使多种功率放大器在输出功率、效率和带宽性能上有了较大提升,对未来的5G乃至6G通信系统发展具有指导意义。
通过将多频点的二次谐波短路和三次谐波开路实现宽带匹配,是研究人员提出的一种新型的三频点匹配方法。在这种匹配方法下,设计实现了带宽1.3~2.7 GHz的功率放大器(完全覆盖了三个移动运营商的工作频段),相对带宽达到75%,漏极效率达到了68%以上。输出功率大于40.2 dBm,增益10~13dB。测试证明,研究实现的功率放大器相较文献测试结果,总体性能都有提高,这一研究发现对于其后设计宽带高效率功率放大器具有一定的参考价值。
据了解,Doherty功率放大器因为先进而简便的结构,在现代移动通信领域被广泛应用,但目前,Doherty功放的最优性能在应用中会受到限制。程知群课题组在综合考虑了对Doherty功率放大器效率和带宽限制的众多因素之后,提出并设计了一款基于非对称式结构的高回退宽带Doherty功率放大器,改善其回退效率,拓宽工作带宽,达到相同工作频率带宽下,综合性能更具优势的效果。
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