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

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。