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一款紧凑型氮化镓单片微波集成电路多尔蒂功率放大器设计及基于X参数的5G通信系统级分析

DOI:10.1109/TMTT.2018.2876255 期刊:IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:21:21
摘要: 本文介绍了一种采用0.25微米氮化镓高电子迁移率晶体管工艺制造的、工作于5G通信应用亚6GHz频段的单片微波集成电路多尔蒂功率放大器(DPA)。通过传输线网络和并联电容实现了紧凑的阻抗逆变器和输出匹配。同时优化了主辅放大器中功率单元的尺寸比例,以实现输出功率回退(OPBO)下的高效性能。实测数据显示:在5.9GHz频点,峰值输出功率(Pout)为38.7dBm,1dB压缩点(P1dB)为32.1dBm;在6dB输出功率回退时,功率附加效率达49.5%。未经数字预失真(DPD)处理时,该DPA对64正交幅度调制(QAM)和256-QAM信号分别能提供平均输出功率23.5dBm(误差矢量幅度EVM<-28dB)和21.5dBm(EVM<-32dB)?;谑挡釾参数进一步研究了DPA的非线性特性,并验证了传统功放表征/测量方法用于系统级设计和测试的准确性。X参数仿真结果还表明:采用DPD处理时,256-QAM信号的平均输出功率可提升至25.7dBm。
作者: Sih-Han Li,Shawn S. H. Hsu,Jie Zhang,Keh-Ching Huang
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研究概述 实验方案 设备清单

设计一款工作于6 GHz以下频段、面向5G通信应用的单片微波集成电路多尔蒂功率放大器(DPA),重点优化输出功率回退(OPBO)状态下的高效率特性,并利用X参数研究该DPA的非线性特征。

设计的DPA在6GHz以下频段展现出高效率和输出功率,适用于5G通信。采用X参数可实现精确的系统级分析,显示出结合数字预失真技术提升性能的潜力。

该研究仅限于6 GHz以下频段应用,未探索更高频段。未采用数字预失真(DPD)技术的数字预失真放大器(DPA)性能也存在局限,因为DPD可提升输出功率和效率。

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