1.5～2.5GHz宽带GaN功率放大器的设计的中期报告一、选题背景和意义随着通信技术的发展，射频（RadioFrequency，简称RF）功率放大器（PowerAmplifier，简称PA）的应用领域越来越广泛，例如无线通信、雷达、卫星通信、医疗等。然而，一般的功率放大器存在着功耗高、线性度差、温度效应强等问题，为此，新型高效、高可靠性的功率放大器需得到研究和开发。广泛地应用于通信系统的LDMOS功率放大器，存在着工作频段窄和线性度差等问题，这些问题限制了LDMOS功率放大器的应用。而氮化镓（GalliumNitride，简称GaN）功率放大器由于具有较高的电子迁移率、较高的饱和电子漂移速度和较高的饱和电流密度等特点，因此被广泛应用于高频、宽带、高效的功率放大器。本项目旨在设计并制作一款宽带GaN功率放大器，将其应用于5G通信系统等领域。二、研究内容和方案2.1研究内容本项目的研究内容主要包括以下方面：（1）GaN功率晶体管的性能测试和参数测量，并对测试结果进行分析和总结。（2）根据功率放大器的工作频段和放大倍数要求，设计和优化功率放大器的电路结构和参数。根据设计要求，进行电路仿真和优化。（3）制作和测试宽带GaN功率放大器的实际样机，并对样机的性能和参数进行测试和分析。2.2方案设计本项目的GaN功率晶体管选用MitsubishiElectric的MGF4812S，并利用ADS软件进行电路设计和仿真。根据工作频段的要求，本项目选择了1.5GHz～2.5GHz的工作频段。在设计过程中，我们采用双级放大的电路结构，其中第一级采用共源极（CommonSource，简称CS）放大器，第二级采用共发射极（CommonEmitter，简称CE）放大器。其中每个级别的电路都配备有匹配网络，以确保整个电路的输入输出阻抗匹配。为了优化放大器的性能，我们还设计了反馈网络。反馈网络中的电信号经过反馈后，可以减小非线性畸变，增强放大器的线性度。另外，还设计了直流偏置电路，以确保功率晶体管的工作状态稳定。三、进展情况目前，我们已完成了GaN功率晶体管的性能测试和参数测量工作，其中包括了S参数测试和直流参数测试。根据测试结果，我们开始了功率放大器电路的设计和优化。通过ADS软件进行电路仿真和优化后，我们得到了比较满意的仿真结果，并开始制作实际的样机。下一步，我们将对样机进行测试和分析，并进一步进行优化。四、预期成果本项目预期将设计制作出一款宽带GaN功率放大器，并测试和分析其性能和参数。并将其应用于5G通信系统等领域。五、参考文献[1]HassanFK,LukacM:BFJ1010highpowerGaNamplifierforS-bandapplication.2013IEEEAsiaPacificMicrowaveConferenceProceedings,NewDelhi,India,2013:565–568.[2]HuaL,PengdongW,HeS,etal.:BroadbandGaNpoweramplifierwithoutputharmoniccontrolbyusingstepped-impedancetransformer.IETMicrowaves,AntennasandPropagation,2017,11(2):236–240.[3]LiangS,LuX:6.7-GHz20-Whigh-powerGaNHEMTamplifier.IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques,2014,62(6):1449–1456.