对合成电路优化的126 W Doherty功率放大器

侯富诚; 宋贺伦; 曾大杰; 顾滕锋; 张耀辉

doi:10.3788/IRLA201645.0420001

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对合成电路优化的126 W Doherty功率放大器

侯富诚, 宋贺伦, 曾大杰, 顾滕锋, 张耀辉

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侯富诚, 宋贺伦, 曾大杰, 顾滕锋, 张耀辉. 对合成电路优化的126 W Doherty功率放大器[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(4): 420001-0420001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0420001

引用本文:

侯富诚, 宋贺伦, 曾大杰, 顾滕锋, 张耀辉. 对合成电路优化的126 W Doherty功率放大器[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(4): 420001-0420001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0420001

Hou Fucheng, Song Helun, Zeng Dajie, Gu Tengfeng, Zhang Yaohui. Optimized combining circuit for 126 W Doherty power amplifier[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4): 420001-0420001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0420001

Citation:

Hou Fucheng, Song Helun, Zeng Dajie, Gu Tengfeng, Zhang Yaohui. Optimized combining circuit for 126 W Doherty power amplifier[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4): 420001-0420001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0420001

对合成电路优化的126 W Doherty功率放大器

doi: 10.3788/IRLA201645.0420001

1.
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏苏州 215103

基金项目:

国家科技重大专项(2014ZX03003009);国家自然科学基金(51377159);中国科学院先导专项(XDA06010705);江苏省科技计划项目(BK2011362);苏州市科技计划项目(SYG201335)

详细信息

作者简介:
侯富诚(1983-),男,博士生,主要从事高性能功率放大器与功率晶体管内匹配的研究工作。Email:fchou2013@sinano.ac.cn;张耀辉(1967-),男,研究员,博士生导师,主要从事功率器件的研究工作。Email:yhzhang2006@sinano.ac.cn

侯富诚(1983-),男,博士生,主要从事高性能功率放大器与功率晶体管内匹配的研究工作。Email:fchou2013@sinano.ac.cn;张耀辉(1967-),男,研究员,博士生导师,主要从事功率器件的研究工作。Email:yhzhang2006@sinano.ac.cn

中图分类号: TN402

Optimized combining circuit for 126 W Doherty power amplifier

1.
Suzhou Insititue of Nano-Tech and Nano-Bionics,Chinese Academy of Sciences,Suzhou 215103,China

摘要: 基于自主研发的RF LDMOS功率晶体管以及散热法兰,设计了一款用于无线通讯以及L波段和S波段雷达系统的大功率高效率的功率放大器。在保证了器件的射频接地以及散热的前提下,在封装内部设计了输入内匹配和输出内匹配电路,提高了管芯的阻抗点以便于电路板匹配。利用Doherty功率放大器结构可以提高功率回退处效率的特点,结合输出内匹配对负载阻抗点的翻转作用,得到了一种结构优化的Doherty实现方案,在峰值功率处达到398 W的输出功率,52%的漏极效率;以及功率8 dB回退的平均功率处126 W的输出功率,43%的漏极效率。这种改进技术进一步提高了功率回退处的效率,相对普通Doherty功率放大器结构,性能提升了16%,改善了无线通信系统的射频性能。
- RF LDMOS /
- 内匹配电路 /
- L和S波段雷达 /
- Doherty功率放大器
Abstract: Based on the RF LDMOS transistor and flange from the independent research, a power amplifier was developed for wireless communication as well as L band and S band radar system with high power and efficiency. On the basis of electric grounding and heat sinking, the input and output internal matching circuits were designed to increase the impedance of the transistor. Using the characteristics of the Doherty power amplifier for the backed off efficiency enhancement and internal matching for the invertion of impedance, a power amplifier with the performance of 398 W, 52% at peaking point and 126 W, 43% at 8 dB backed-off power average point was achieved. The optimized technique enhances the backoff efficiency of Doherty power amplifier, 16% relative increasment to common structure, and improves the radio frequency performance of the wireless communication system further.
- RF LDMOS /
- internal matching circuit /
- L&S band radar /
- Doherty power amplifier

[1]	Doherty W H. A new high efficiency power amplifier for modulated waves[J]. Proceedings of Institute of Radio Engineers, 1936, 24(9):1163-1182.
[2]	Guan Lei, Zhu Anding. Green communications digital predistortion for wideband RF power amplifiers[J]. IEEE Microwave Magazine, 2014, 15(7):84-99.
[3]	Gil Wong Choi, Hyoung Jong Kim, Woong Jae Hwang, et al. High efficiency Class-E tuned doherty amplifier using GaN HEMT[C]//IEEE MTT-S Digest, 2009:925-928.
[4]	Jakabosky J, Ryan L, Blunt S. Transmitter in-the-loop Optimization of Distorted OFDM Radar Emissions[C]//IEEE Radar Conference, 2013:1-5.
[5]	Steve C Cripps. RF Power Amplifiers for Wireless Communications[M]. 2nd ed. Massachusetts:Artech House, Inc., 2006.
[6]	Rabb F H. Efficiency of Doherty RF power amplifier systems[J]. IEEE Transactions on Broadcasting, 1987, BC-33(3):77-83.
[7]	Gunhyun Ahn, Min-su Kim, Hyun-chul Park, et al. Design of a high-efficiency and high-power inverted doherty amplifier[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2007, 55(6):1105-1111.

[1]	朱福喜, 裴丽, 王建帅, 徐文轩, 郑晶晶, 李晶, 宁提纲. 多芯超模光纤放大器增益均衡设计（内封底文章） . 红外与激光工程, 2024, 53(1): 20230504-1-20230504-9. doi: 10.3788/IRLA20230504
[2]	王宁, 赵柏秦, 王帅, 王震. PIN探测器和跨阻放大器的光电单片集成 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210076-1-20210076-6. doi: 10.3788/IRLA20210076
[3]	杜鑫彪, 陈檬, 任俊杰, 高小强. 1 kHz高倍率亚纳秒全固态激光放大器研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0305001-0305001-5. doi: 10.3788/IRLA202049.0305001
[4]	颜凡江, 杨策, 陈檬, 桑思晗, 李梦龙, 蒙裴贝. 高重频高峰值功率窄线宽激光放大器 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 206002-0206002(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0206002
[5]	刘杨, 尚盈, 王晨, 黄胜, 曹冰, 赵文安, 李常, 祁海峰, 倪家升. 放大器自发辐射噪声对分布式声波监测系统的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 82-85. doi: 10.3788/IRLA201746.S122005
[6]	王聪, 吕冬翔. 晶体拉曼放大器的理论解析 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105007-1105007(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1105007
[7]	张海伟, 盛泉, 史伟, 白晓磊, 付士杰, 姚建铨. 高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 622004-0622004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.062200
[8]	肖凯博, 蒋新颖, 袁晓东, 郑建刚, 郑万国. 间隔掺杂低温Yb:YAG叠片放大器的热效应优化 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206004-1206004(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1206004
[9]	龙青云, 胡素梅, 朱伟玲. 光纤拉曼放大器的最大拉曼增益特性 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 122006-0122006(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0122006
[10]	王丹燕, 姜海明, 谢康. 双向多泵浦光纤拉曼放大器偏振相关增益研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 222003-0222003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0222003
[11]	朱君, 秦柳丽, 宋树祥. SPASER技术的MIM波导放大器特性分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 320002-0320002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0320002
[12]	王彬, 孙洪涛, 于永吉, 张健, 金光勇. 高功率声光调Q主振荡功率放大器 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1205003-1205003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1205003
[13]	张德平, 吴超, 张蓉竹, 孙年春. LD 端面泵浦分离式放大器结构的热效应研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2250-2255.
[14]	孙洋, 黄启俊, 王豪, 常胜, 何进. 5 Gbps全差分双端光接收前置放大器设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2137-2142.
[15]	戚刚, 熊水东, 梁迅, 林惠祖. 用于微弱信号放大的高性能窄线宽纳秒脉冲光纤放大器 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3234-3237.
[16]	董毅, 赵尚弘, 李勇军, 韩磊, 赵卫虎. 半导体光放大器中SPM效应对光脉冲传输性能的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1411-1415.
[17]	蒋均, 张健, 邓贤进, 缪丽, 康小克, 张香波, 黄维. 340 GHz基于肖特基二极管未匹配电路倍频源 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4028-4034.
[18]	李磊, 王建磊, 程小劲, 刘晶, 施翔春, 陈卫标. 低温重复率Yb：YAG 固体激光放大器 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1170-1173.
[19]	冯震, 盛新志, 吴重庆, 高凯强, 赵爽. 半导体光放大器的偏振光开关性能改进 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 124-128.
[20]	周亚训, 徐星辰. C+L 波段宽带增益平坦铋基掺铒光纤放大器的设计 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2119-2124.

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对合成电路优化的126 W Doherty功率放大器

doi: 10.3788/IRLA201645.0420001

1. 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏苏州 215103

作者简介:
侯富诚(1983-),男,博士生,主要从事高性能功率放大器与功率晶体管内匹配的研究工作。Email:fchou2013@sinano.ac.cn;张耀辉(1967-),男,研究员,博士生导师,主要从事功率器件的研究工作。Email:yhzhang2006@sinano.ac.cn

侯富诚(1983-),男,博士生,主要从事高性能功率放大器与功率晶体管内匹配的研究工作。Email:fchou2013@sinano.ac.cn;张耀辉(1967-),男,研究员,博士生导师,主要从事功率器件的研究工作。Email:yhzhang2006@sinano.ac.cn

收稿日期: 2015-08-24
修回日期: 2015-09-27
刊出日期: 2016-04-25

基金项目:

国家科技重大专项(2014ZX03003009);国家自然科学基金(51377159);中国科学院先导专项(XDA06010705);江苏省科技计划项目(BK2011362);苏州市科技计划项目(SYG201335)

中图分类号: TN402

关键词:

摘要: 基于自主研发的RF LDMOS功率晶体管以及散热法兰,设计了一款用于无线通讯以及L波段和S波段雷达系统的大功率高效率的功率放大器。在保证了器件的射频接地以及散热的前提下,在封装内部设计了输入内匹配和输出内匹配电路,提高了管芯的阻抗点以便于电路板匹配。利用Doherty功率放大器结构可以提高功率回退处效率的特点,结合输出内匹配对负载阻抗点的翻转作用,得到了一种结构优化的Doherty实现方案,在峰值功率处达到398 W的输出功率,52%的漏极效率;以及功率8 dB回退的平均功率处126 W的输出功率,43%的漏极效率。这种改进技术进一步提高了功率回退处的效率,相对普通Doherty功率放大器结构,性能提升了16%,改善了无线通信系统的射频性能。