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开关解决方案领导者
TechnicalFeature 技术特写

Teledyne Relays为自动测试设备、电信、信号处理、测试和测量仪器以及医

疗设备提供高带宽开关解决方案。除射频机电继电器和同轴开关外，新型
基于铁电电容的线性度改进型 InP1012-60有源射频开关采用坚固紧凑的封装，可提供DC-60GHz带宽。

Doherty功率放大器 信号完整性高达40Gbps
DC-60GHz带宽
Linearity Improved Doherty Power Amplifier Using Ferroelectric Ceramics 反射式SPDT有源射频开关 ,Q3
3mm x 3mm x 1mm封装
微波同轴开关 -65°C至+125°C工作温度

赵世巍、杨岚清，重庆邮电大学光电工程学院；徐跃杭，电子科技大学 ● DC至40GHz 100krads辐射容差
● 单刀双掷，转换开关，单刀多掷
● 开关和开关矩阵
本文使用铁电电容来改善Doherty功率放大器（DPA）的线性度。传统的λ⁄4传输线由
铁电电容代替，用于补偿90度的相位延迟。可以通过改变钛酸锶钡（BST）铁电体上的电 ● SP3T-SP10T
压来改变峰值放大器输入的相位，以抑制AM到PM的失真。与传统DPA相比，三阶互调失 ● 低PIM开关
真（IMD3）降低了16 dB。 ● 5百万次寿命
● 定制产品

对 于具有宽动态范围的功率放大器（PA）， 的IDC：长度l = 115μm，手指宽度w = 46μm，间 机电继电器
隙宽度为23μm。R 1 和R 2 分别为1.2mm和3.5mm。
其线性度是采用复数数字调制的现代无线
通信系统中的关键性能参数。DPA在宽输出功率 BST厚膜的高度为2μm，在Al 2 O 3 基板上进行印 ● 40Gbps信号完整性，DC-18GHz带宽
范围内表现出高效率，但线性度不能满足现代 刷和烧结，基板高度为620μm，ε r = 10.1。BST
无线通信系统的严格要求。一些线性度改进技 的相对介电常数ε r = 175。 ● 具有旁路路径的环回继电器，用于ATE应用
术已经被提出，例如使用宽带相位逆变器、复 电路结构如图2所示。通过BST铁电电容谐 ● SPDT、DPDT、4PST配置
合左右手传输线（CRLH-TL）以及采用非对称 振单元将峰值C类功放信号与AB类主功放信号 ● 磁保持和去激励复位选项
DPA结构 [1-4] ，但是上述结构在调试过程中不能 相结合，作为DPA的输出。最终可同时实现90度
通过修改相位从而改善线性度。 的相位延迟以及峰值放大器FET的输入电容和输
铁电变容二极管已被用作CRLH移相器应用 入相位可调。 射频开关矩阵
[5]
中的可调谐元件 ，并且在相控阵天线中也采用
[6]
了基于铁电电容的可调谐移相器 。在本文的工 线性度的提高 ● 多种标准和自定义配置
作中，使用铁电电容取代了传统的DPA的λ⁄4传 在高功率水平时，峰值放大器处于开启状 ● 故障保护、锁定或常开配置
输线，以实现90度相移。最终在改善了线性度 态，三阶互调失真（IMD3）由主放大器和峰值 ● 与滤波器、衰减器、分配器、分频器等集成
的同时没有影响功率附加效率（PAE）。 放大器共同决定，但此时峰值放大器占主导地
位，因为它是C类放大器。峰值放大器的AM到
高线性度DPA的设计 PM失真是一个关键因素，其影响可以追溯到晶 迷你开关矩阵
BST铁电电容谐振单元由一系列交指电容器 体管模型元件的信号级依赖性。其中，FET输入
（IDC）和作为并联电感器的接地短截线构成， 电容的贡献最大。峰值放大器的非线性特性可 ● DC-18GHz、26.5GHz或40GHz选项
其结构如图1所示。在系列分支中使用以下尺寸 以表示为 [1,7] 。 ● USB/以太网迷你开关模块
2
3
m3
i(t)=g m1 V+g m2 V +g V +… (1) ● 单刀双掷，单刀多掷和转换开关选项
Ground
其中i(t)和V是峰值放大器中漏极的电流与 ● 提供多个射频连接器
● USB/以太网可控
Main Amp Class AB
w S R 1 ● 现货产品，交货期短
90°/50 Ω
Ground NXP MRF8P26080H
RF in
R 1
l
R 2
RF out
Ferroelectric R 2 Peak Amp Class C
Ceramics
V cc V cc
图1：铁电电容结构。 图2：DPA原理图。

20 www.mwjournalchina.com Microwave Journal China 微波杂志 Nov/Dec 2018

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