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TechnicalFeature 技术特写

品尺寸很大。
在760至960MHz的低频段内，应用改进的合成方案于峰
80 W GaN HEMT
值路径中使用两条四分之一波长线，能够实现350W的高峰值
4
Broadband P out 功率。 在2.5至2.7GHz范围内采取非对称Doherty架构，可实现
P in
Matching
饱和功率大于270W，线性增益大于13dB，且在8dB回退时漏
极效率大于45%。
(a)
实现宽带性能
如果一个Doherty放大器的所有组件都能在所需工作带宽
70
内提供相应特性，那么就可以实现多波段。例如，当把输入匹
配电路设计为宽带时，载波和峰值放大器应满足宽带、高效率
60 +
+ + + 的性能。负载网络通常为一个包含两到三个匹配电路的低通集
+ + + + + 总或传输线结构。因此，鉴于所需频率范围内给定器件阻抗非
50 O O O O O O O O O 常低，匹配电路（尤其是输入匹配电路）需要部分封装在器件
内，平均输出功率才能达到40W及以上。
Gain (dB), P out (dB), E 30 O P 1dB P 1dB 具有输入匹配元件，内部输入匹配电路的输入端加有小信号
图1为某设备的等效电路及封装引线框架，其封装内部
40
+
+
|S 11 |。由Sumitomo Electric Device Innovations制造的50V设备具
Gain at P 1dB
有六个并联的15W GaN HEMT基本单元，能够在1.8至2.7GHz
20
+ + + + + + + 的整个频段内提供超过80W的合成饱和输出功率。三段式微带
10 + + 2 x 80 W GaN HEMT Offset
Lines
1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Carrier
Frequency (GHz) Broadband P out
(b) Matching
λ/4
图2：具有宽带共轭匹配的AB类功放（a）及其测试性能（b）。 Peaking
Broadband
P in
Matching
Short at
2 x 80 W GaN HEMT Low Power
Carrier
Broadband
P in
Matching 图4：宽带反相Doherty功放。
Z 1, λ/4
Peaking Z 2, λ/4
Broadband P out
Matching 25 Ω
Open at Low Power Carrier Offset
L out Line λ/4 Load
(a)
35.3 Ω 50 Ω
On
70 C out 50 Ω
Z out Z match_on
Frequency (GHz) λ/4
+ +
+ + +
60 + 1.85 + ++ Peaking L out Offset
+ + +
+ + +
Line
+
+
Gain (dB) 50 + 1.95 + + + ++ + + + Off
+ ++
+ ++
+
+ 2.15
+ +
+ +
+
+ + +
+ 2.45
+
+
+ + +
+
40 + 2.65 + + + + + + + C out Z match_off Short
+
+ + +
+ + + +
+ + + (a)
30 + + + +
++ +
+ + + +
+
+
+ ++ + +
E 20 + + + +
+
+ + + +
++ + + + +
+ +
++ + +
10 + + + + +
+ + +
+ + ++ + + + + + Z match_on
+ + +
+
0
25 30 35 40 45 50 55 0 Ω 25 Ω Z out ∞ Ω
P out (dBm)
(b)
图3：采用双路封装晶体管的Doherty功放（a）及其测试性能（b）。
3
围。 这种情况下，可根据频率决定所需最优阻抗，通过应用 (b) Z match_off
简化实频技术实现宽带匹配。不过，整个Doherty放大器系统
的非线性优化使得设计复杂、难以仿真，并导致最终电路板成 图5：负载网络（a）和阻抗变换（b）。
46 www.mwjournalchina.com Microwave Journal China 微波杂志 Jan/Feb 2019