Thiết kế của một bộ khuếch đại công suất siêu cao tần băng tần kép cho thông tin vô tuyến thế hệ mới
315 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.79.2022.10-21Từ khóa:
Bộ khuếch đại công suất băng tần kép; MMIC; Diplexer; Triệt hài.Tóm tắt
Trong bài báo này, chúng tôi trình bày thiết kế của bộ khuếch đại công suất băng tần kép hoạt động đồng thời ở tần số 5,8 GHz và 9,4 GHz sử dụng công nghệ MMIC cho thông tin vô tuyến thế hệ mới. Phần tử tích cực được sử dụng là transistor 0,25 µm AlGaN/GaN HEMT từ WIN Semiconductor, Đài Loan. Mục tiêu thiết kế là đạt được hiệu suất cao trong khi vẫn giữ được các chỉ số quan trọng khác bao gồm công suất đầu ra và hệ số khuếch đại công suất đồng thời ở các băng tần kép. Hiệu suất của bộ khuếch đại được thiết kế được đánh giá ở cả mức tín hiệu nhỏ và lớn thông qua các phân tích lý thuyết và mô phỏng bằng bộ mô phỏng Keysight ADS. Bộ khuếch đại băng tần kép được phát triển cho ta hiệu suất PAE (Power Added Efficiency) 47% với công suất đầu ra 30,5 dBm và hệ số khuếch đại 12,5 tại 5,8 GHz, và PAE 37% với công suất đầu ra 30,2 dBm và hệ số khuếch đại 12,2 tại 9,4 GHz.
Tài liệu tham khảo
[1]. F. H. Raab, ‘Class-F power amplifiers with maximally flat waveforms’, IEEE Trans. Microw. Theory Techn., Vol. 45, No. 11, 2007–2012, 2007.
[2]. N.O. Sokal, A.D. Sokal, ‘Class E - A new class of high-efficiency tuned single-ended switching power amplifiers’, IEEE J. Solid-State Circuits, Vol. SSC-10, No. 3, 168–176, 1975.
[3]. Peter Wright, Jonathan Lees, Johannes Benedikt, Paul J. Tasker, Steve C. Cripps, ‘A methodology for realizing high efficiency class-J in a linear and broadband PA’, IEEE Trans. Microw. Theory Techn., Vol. 57, No. 12, 3196–3204, 2009.
[4]. Masahiro Kamiyama, Ryo Ishikawa, Kazuhiko Honjo, ‘5.65 GHz high-efficiency GaN HEMT power amplifier with harmonics treatment up to fourth order’, IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., Vol. 22, No.6, 315–317, 2012.
[5]. Enomoto, J., Ishikawa, R., and Honjo, K., ‘Second harmonic treatment technique for bandwidth enhancement of GaN HEMT amplifier with harmonic reactive terminations’, IEEE Trans. Microw. Theory Techn., Vol. 65, No. 12, 4947–4952 pp, 2017.
[6]. K. Rawat, F.M. Ghannouchi, ‘Dual-band matching technique based on dual-characteristic impedance transformers for dual-band power amplifiers design’, IET Microw., Antennas Propag., Vol. 5, No. 14, 1720–1729 pp, 2011.
[7]. Seung Hun Ji, Choon Sik Cho, Jae W. Lee, Jaeheung Kim, ‘Concurrent dual-band class-E power amplifier using composite right/left-handed transmission lines’, IEEE Trans. Microw. Theory Techn., Vol, 55, No. 6, 1341–1347 pp, 2007.
[8]. Jun Enomoto, Ryo Ishikawa, Kazuhiko Honjo, ‘A 2.1/2.6 GHz dual-band high-efficiency GaN HEMT amplifier with harmonic reactive terminations’, Proc. European Microw. Conf., 1488–1491 pp, 2014.
[9]. Yoichiro Takayama,Koji Uchida,Takayuki Fujita,Kazusuke Maenaka, ‘Microwave dual-band power amplifiers using two-frequency matching’, Electron. Commun. Jpn Part II Electron., Vol. 89, No. 5 17-24 pp, 2006.
[10]. Ryo Ishikawa, Yoichiro Takayama, Kazuhiko Honjo, ‘Concurrent Dual-Band Access GaN HEMT MMIC Amplifier Suppressing Inter-Band Interference’, IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. Dig., 2045–2048 pp, 2017.
[11]. R. Quaglia, V. Camarchia, and M. Pirola, ‘Dual-band GaN MMIC power amplifier for microwave backhaul applications’, IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., Vol. 24, No. 6, 409–411 pp, 2014.
[12]. Chunshuang Xie,Peng Wu,Yang Yuan,Jialong Zeng,Cheng Tan,Zhongjun Yu, ‘A 5.5/12.5-GHz concurrent dual-band power amplifier MMIC in 0.25 μm GaAs technology’, Electronics Letters, 2022.
[13]. R. Ishikawa, ‘Anti-Interference Circuit Configuration for Concurrent Dual Band Operation in High-Efficiency GaN HEMT Power Amplifier’, Progress In Electromagnetics Research, 2019.
