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TechnicalFeature 技术特写
仍在1dB范围内。 而不会对空间造成太大影响。典型应用
图10中，ADL5920用于测量负载 包括在线RF功率监测（RF功率水平可高
的回波损耗，频率同样为1GHz。将一 达30dBm，其中插入损耗不重要）。回
个已知回波损耗施加于RF out 端口。测量 波损耗测量功能通常用于需要监测RF负
VRMSF和VRMSR，并反推回波损耗。 载的应用。这可以是一个简单的电路， 2019
关于图10，有几点需要注意。首 用于检查天线是否遭到损坏或断裂（即
先，可以看到，随着回波损耗的改善， 灾难性故障）。但是，ADL5920也可在
ADL5920测量回波损耗的能力下降。 材料分析应用中测量标量回波损耗。这
这是因为器件具有方向性。其次，请注 最适合频率低于约2.5 GHz的应用，其中
意测量精度如何随着驱动功率下降而降 方向性（从而测量精度）大于15 dB。■
低。这是因为ADL5920板载RMS检测
图10：测得的回波损耗与施加的回波损 器的检测范围和灵敏度有限所致。第三 参考文献
耗和RF功率的关系，在1 GHz下测量。 点与迹线中的明显波纹有关。这是由于 1. Doug Jorgesen and Christopher Marki. Directivity and
VSWR Measurements: Understanding Return Loss
每次测量都是在单一回波损耗阶段进行 Measurements. Marki Microwave, 2012.
2. Guillermo Gonzalez. Microwave Transistor Amplifiers
图9显示了改变负载对正向功率测 的。如果在所有回波损耗阶段重复测 Analysis and Design. Prentice-Hall, 1984. 4月1-3日
量的影响。将规定的功率水平施加于 量，则会产生一系列曲线，其垂直宽度 3. Eamon Nash. “Understanding, Operating, and Interfacing
RF in 输入，RF out 上的负载回波损耗从0dB 将大致等于波纹的垂直宽度。 to Integrated Diode-Based RF Detectors.” Analog Devices,
Inc., November 2015.
变化到20dB。正如预期的那样，当回波 致谢 国家会议中心，北京
损耗在10dB到20dB范围内时，功率测 应用 感谢Steve Boyle提供深思熟虑的分析和建设性意见，感
量精度非常好。但随着回波损耗降低到 凭借在线测量RF功率和回波损耗的 谢Rob Hicks创建评估板。此外，我们永远感谢Peter Kearney
所做的全部测量工作。
10dB以下，功率测量误差开始增加。值 能力，ADL5920可用于多种应用。其小 来EDI CON China 2018了解最新的电子设计领域的创新。
得注意的是，回波损耗为0dB时，误差 尺寸意味着它可以置身于许多电路中，
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路，增加了器件内部多谐波电流源在基 路电容）都是具有不同电长度和特性阻 参考文献
1. K. Bathich, A. Z. Markos and G. Boeck, “A Wideband GaN
频处的负载阻抗。 抗的微带线。封装的GaN HEMT器件的 Doherty Amplifier with 35 Percent Fractional Bandwidth,”
图8为小信号|S 11 |和|S 21 |对频率的 输出引线电感减至最小。 Proceedings of the 40th European Microwave Conference,
October 2010, pp. 1006–1009.
仿真结果，体现了改进后的反相传输 图10展示了五种频率下，传输线 2. K. Bathich, D. Gruner and G. Boeck, “Analysis and Design
线GaN HEMT Doherty放大器的带宽能 GaN HEMT反相Doherty放大器的测量功 of Dual-Band GaN HEMT Based Doherty Amplifier,”
力——覆盖了1.6至3GHz，功率增益大 率增益和漏极效率。1.8至2.7GHz上的功 Proceedings of the 6th European Microwave Integrated
Circuits Conference, October 2011, pp. 248–251.
于11dB。 率增益超过了9dB。在整个频带内，测 3. G. Sun and R. H. Jansen, “Broadband Doherty Power
Amplifier via Real Frequency Technique,”IEEE
得饱和时（P 3dB ）的漏极效率大于55%， Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 60,
三频段Doherty放大器的性能 在7dB回退点的漏极效率约为50%，在 No. 1, January 2012, pp. 99–111.
4. D. Y. Wu, J. Annes, M. Bokatius, P. Hart, E. Krvavac and
图9为传输线GaN HEMT三频反相 低于1.95GHz的频段内最大漏极效率超 G. Tucker, “A 350 W, 790 to 960 MHz Wideband LDMOS
Doherty放大器的大信号功率增益和漏极 过70%，峰值效率点位于6dB最大功率 Doherty Amplifier Using a Modified Combining Scheme,”
效率仿真结果，该放大器采用了20mil 回退附近。表1列出了四载波GSM信号 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest,
June 2014, pp. 1–4.
RO4350基板，载波栅极偏压V gc =-2.5V， 和PAPR为8dB的10MHz LTE信号同步 5. N. Yoshimura, H. Umeta, N. Watanabe, H. Deguchi and N.
Ui, “A 2.5-2.7 GHz Broadband 40 W GaN HEMT Doherty
峰值栅极偏压V gp =-5.5V和直流电源电 传输的测试条件。运用内部数字预失真 Amplifier with Higher than 45 Percent Drain Efficiency 参加培训 观看产品演示 结交朋友 创新奖
压V DD =50V。该设计的输出功率大于 （DPD）线性化方法可实现漏极效率 for Multi-Band Application,” IEEE Topical Conference
on Power Amplifiers for Wireless and Radio Applications,
53dBm，且在整个1.8至2.7GHz范围内的 51%，平均总输出功率45.5dBm（GSM January 2012, pp. 53–56.
线性功率增益大于10dB。在1.85、2.15 信号18.2W、LTE信号17W）。对于双 6. C. Monzon, “A Small Dual-Frequency Transformer in Two
Sections,” IEEE Transactions on Microwave Theory and
和2.65GHz三个频段的中心处，对饱和 频DPD以及四载波GSM信号，带外互 Techniques, Vol. 51, No. 4, April 2003, pp. 1157–1161.
及7dB回退点的漏极效率仿真结果大于 调电平低于-70dBc。采用10MHz LTE 7. A. Grebennikov, RF and Microwave Power Amplifier
Design, 2nd edition, McGraw-Hill, 2015.
50%，其中低频段的最大漏极效率超过 信号时，相邻信道泄漏比（ACLR）高 8. D. Y. Wu, F. Mkadem and S. Boumaiza, “Design of
了70%，在整个频段上峰值效率则于6dB 于-57dBc（见图11）。 Broadband and Highly Efficient 45 W GaN Power Amplifier 与射频、微波、EMI/EMC、雷达和高速数字技术领域的业内专家面对面交流。
via Simplified Real Frequency Technique,” IEEE MTT-S
附近的最大输出功率回退点处达到。 International Microwave Symposium Digest, May 2010, pp.
这款三频反相Doherty放大器的测 小结 1090–1093. 技术会议 + 展览 = 电子工程师、设计师和系统集成商的极佳学习机会
试板采用20mil RO4350基板制成，搭载 为实现在多频段、多标准下工 9. L. F. Cygan, “A High Efficiency Linear Power Amplifier
for Portable Communications Applications,”IEEE
了两枚内部输入匹配的金属陶瓷法兰封 作，LTE和5G基站要求功率放大器在 Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium
Digest, October 2005, pp. 153–157.
装80W GaN HEMT功率晶体管。输入 越来越宽的频率范围内高效率运行。 10. G. Ahn, M. Kim, H. Park, S. Jung, J. Van, H. Cho, S. Kwon, www.mwjournalchina.com/edicon
分路器采用AnarenX3C17A1-03WS宽带 通过使用GaN HEMT晶体管和创新的 J. Jeong, K. Lim, J. Y. Kim, S. C. Song, C. Park and Y. Yang,
“Design of a High-Efficiency and High-Power Inverted
90度混合耦合器，在690到2700MHz， Doherty架构，可实现三频段覆盖（1.8至 Doherty Amplifier,”IEEE Transactions on Microwave
最大相位平衡为±5度，幅值平衡为 2.7GHz），功率达200W，平均效率为 Theory and Techniques, Vol. 55, No. 6, June 2007, pp.
1105–1111.
±0.5dB。输入匹配电路、输出负载网络 50%至60%，并能够显著降低发射器的 11. A. Grebennikov, “Multiband Doherty Amplifiers for
以及栅极和漏极偏置电路（端部均有旁 成本、尺寸及功耗。■ Wireless Applications,” High Frequency Electronics, Vol.
13, May 2014, pp. 30–46.
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