【摘 要】
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通信技术快速更新的同时,多个通信系统相继出现,通信系统的带宽、传输速率、系统容量都有较大提升,但其兼容性与频谱资源短缺问题却愈发严峻,对未来通信系统发展提出更大挑战。射频功率放大器作为通信系统中核心部分,如何能做到多模式、多波段工作,对于解决上述问题及微波器件实现小型化、多功能集成化、降低生产成本,有重要研究价值和深远意义。可重构技术作为实现功放多模式、多波段工作核心技术,如何将其用于功率放大器设
【基金项目】
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国家自然科学基金“面向未来无线可重构智能射频模块与神经网络建模研究”（61971210）; 辽宁省教育厅重点实验室项目“神经网络建模在射频微波电路应用中的研究”（LJZS007）
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通信技术快速更新的同时,多个通信系统相继出现,通信系统的带宽、传输速率、系统容量都有较大提升,但其兼容性与频谱资源短缺问题却愈发严峻,对未来通信系统发展提出更大挑战。射频功率放大器作为通信系统中核心部分,如何能做到多模式、多波段工作,对于解决上述问题及微波器件实现小型化、多功能集成化、降低生产成本,有重要研究价值和深远意义。可重构技术作为实现功放多模式、多波段工作核心技术,如何将其用于功率放大器设计已成为当前研究热点。为解决通信系统中现存兼容性与频谱资源短缺问题,本文通过对可重构器件研究,利用PIN开关设计了单刀双掷开关和分布式开关,并分别用于两款可重构功率放大器设计。本文主要工作内容如下:1)基于Ga N晶体管CGH40010F,提出了双频可重构谐波抑制匹配结构,在此基础上设计了双频可重构谐波抑制功率放大器。此功放通过在输出匹配中添加谐波抑制网络以提高电路整体效率,并利用单刀双掷开关控制输出支路导通状态;输入匹配采用结构紧凑、计算简单的T型节。电路仿真表明功放在1.75GHz和2.6GHz时,输出功率分别为43d Bm和41d Bm,PAE（power added efficiency）大于67%,一定程度上缓解了上述问题。2)为进一步解决兼容性与频谱资源短缺问题,通过对宽带匹配结构研究,提出了多波段可重构匹配结构,设计了多波段可重构功率放大器。此功放工作频带部分覆盖L、S和C波段,在输出匹配上使用分布式开关控制支路工作状态,完成不同工作波段切换,并基于宽带滤波器理论设计了输入匹配。测试结果表明,在1.5～2.85GHz时,输出功率大于39.5d Bm,PAE高于39.5%。在3.15～4.5GHz,输出功率大于38.1d Bm,PAE大于43.5%。测试结果满足设计要求,证明了理论可行性。该论文有图58幅,表10个,参考文献77篇。
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