1.5～2.5GHz寬帶GaN功率放大器的設(shè)計(jì)的中期報(bào)告一、選題背景和意義隨著通信技術(shù)的發(fā)展，射頻（RadioFrequency，簡稱RF）功率放大器（PowerAmplifier，簡稱PA）的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，例如無線通信、雷達(dá)、衛(wèi)星通信、醫(yī)療等。然而，一般的功率放大器存在著功耗高、線性度差、溫度效應(yīng)強(qiáng)等問題，為此，新型高效、高可靠性的功率放大器需得到研究和開發(fā)。廣泛地應(yīng)用于通信系統(tǒng)的LDMOS功率放大器，存在著工作頻段窄和線性度差等問題，這些問題限制了LDMOS功率放大器的應(yīng)用。而氮化鎵（GalliumNitride，簡稱GaN）功率放大器由于具有較高的電子遷移率、較高的飽和電子漂移速度和較高的飽和電流密度等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于高頻、寬帶、高效的功率放大器。本項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)并制作一款寬帶GaN功率放大器，將其應(yīng)用于5G通信系統(tǒng)等領(lǐng)域。二、研究內(nèi)容和方案2.1研究內(nèi)容本項(xiàng)目的研究內(nèi)容主要包括以下方面：（1）GaN功率晶體管的性能測試和參數(shù)測量，并對測試結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。（2）根據(jù)功率放大器的工作頻段和放大倍數(shù)要求，設(shè)計(jì)和優(yōu)化功率放大器的電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行電路仿真和優(yōu)化。（3）制作和測試寬帶GaN功率放大器的實(shí)際樣機(jī)，并對樣機(jī)的性能和參數(shù)進(jìn)行測試和分析。2.2方案設(shè)計(jì)本項(xiàng)目的GaN功率晶體管選用MitsubishiElectric的MGF4812S，并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真。根據(jù)工作頻段的要求，本項(xiàng)目選擇了1.5GHz～2.5GHz的工作頻段。在設(shè)計(jì)過程中，我們采用雙級放大的電路結(jié)構(gòu)，其中第一級采用共源極（CommonSource，簡稱CS）放大器，第二級采用共發(fā)射極（CommonEmitter，簡稱CE）放大器。其中每個(gè)級別的電路都配備有匹配網(wǎng)絡(luò)，以確保整個(gè)電路的輸入輸出阻抗匹配。為了優(yōu)化放大器的性能，我們還設(shè)計(jì)了反饋網(wǎng)絡(luò)。反饋網(wǎng)絡(luò)中的電信號經(jīng)過反饋后，可以減小非線性畸變，增強(qiáng)放大器的線性度。另外，還設(shè)計(jì)了直流偏置電路，以確保功率晶體管的工作狀態(tài)穩(wěn)定。三、進(jìn)展情況目前，我們已完成了GaN功率晶體管的性能測試和參數(shù)測量工作，其中包括了S參數(shù)測試和直流參數(shù)測試。根據(jù)測試結(jié)果，我們開始了功率放大器電路的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。通過ADS軟件進(jìn)行電路仿真和優(yōu)化后，我們得到了比較滿意的仿真結(jié)果，并開始制作實(shí)際的樣機(jī)。下一步，我們將對樣機(jī)進(jìn)行測試和分析，并進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化。四、預(yù)期成果本項(xiàng)目預(yù)期將設(shè)計(jì)制作出一款寬帶GaN功率放大器，并測試和分析其性能和參數(shù)。并將其應(yīng)用于5G通信系統(tǒng)等領(lǐng)域。五、參考文獻(xiàn)[1]HassanFK,LukacM:BFJ1010highpowerGaNamplifierforS-bandapplication.2013IEEEAsiaPacificMicrowaveConferenceProceedings,NewDelhi,India,2013:565–568.[2]HuaL,PengdongW,HeS,etal.:BroadbandGaNpoweramplifierwithoutputharmoniccontrolbyusingstepped-impedancetransformer.IETMicrowaves,AntennasandPropagation,2017,11(2):236–240.[3]LiangS,LuX:6.7-GHz20-Whigh-powerGaNHEMTamplifie