軍用集群系統(tǒng)降低功放記憶效應(yīng)的實現(xiàn)
OZ_{L,ext}(2f_{U})O=OZ_{L,ext}(2f_{L})O=4πL_{2}(f_{U}-f_{L}) (3)
顯然,Z_{L,ext}(2f_{U})和Z_{L,ext}(2f_{L})與電感L2和信號帶寬有關(guān)。
為了將包絡(luò)信號短路,須使用一個大電容Cg。同樣地,假設(shè)濾除二次諧波的LC回路和基波匹配電路在信號帶寬頻率處的阻抗非常大,則Z_{L,ext}(f_{U}-f_{L})的??杀硎緸?p>OZ_{L,ext}(f_{U}-f_{L})O=2πL_{e}(f_{U}-f_{L}) (4)
若電感L2與Le的值相同,那么阻抗Z_{L,ext}(f_{U}-f_{L})將是Z_{L,ext}(2f_{U})的二分之一。最后,需要匹配的優(yōu)化基波阻抗為
jX_{opt}(ω)=[jωL_{2}+1/(jωC_{2})]// jωL_{e}// jωC_{ds} (5)
其中ω_{L}≤ω≤ω_{U},如果濾除二次諧波和包絡(luò)的LC諧振回路在基波頻率處的阻抗非常小,則在實際中難以將這個優(yōu)化基波阻抗匹配到實際的負(fù)載阻抗,故匹配的難度將限制L2、Le和C2的取值。根據(jù)要求,可以得到濾除二次諧波和包絡(luò)的LC諧振回路的最小阻抗值。因此,在設(shè)計短路網(wǎng)絡(luò)的時候,應(yīng)注意使濾除二次諧波和包絡(luò)的LC諧振回路在基波頻率處的阻抗要大于這個最小值。
某軍用集群系統(tǒng)基站降低功放記憶效應(yīng)的實現(xiàn)
軍用集群系統(tǒng)所用的頻率范圍一般為400~420MHz,其基站的功率放大器通常使用封裝后的晶體管,故實際中不得不考慮封裝引腳的電感效應(yīng)。當(dāng)和外部匹配電路配合使用時,封裝引腳的寄生電感具有改善晶體管的穩(wěn)定性、增加有用帶寬的優(yōu)點(diǎn)。以MRF5P21180HR6 LDMOSFET為例,這種晶體管由兩個90W的功率單元構(gòu)成,能達(dá)到180W的功率峰值。封裝后單個功率單元的等效電路如圖3所示。
在包絡(luò)這種低頻下,小電容的阻抗非常大,并聯(lián)結(jié)構(gòu)中可忽略不計。則針對包絡(luò)分量的阻抗和頻率ω、Lg1、Lg2和Ld2有關(guān)系,并可求出阻抗Z_{S,ext}(f_{U}-f_{L})和Z_{l,ext}(f_{U}-f_{L})的表達(dá)式:
OZ_{S,ext}(f_{U}-f_{L})O=2π(L_{g1}+L_{g2}+L_{e})(f_{U}-f_{L}) (6)
OZ_{S,ext}(f_{U}-f_{L})O=2π(L_{d2}+L_{e})(f_{U}-f_{L}) (7)
另一方面,對于二次諧波分量,柵極和漏極外相應(yīng)的阻抗Z'_{S,ext}(ω=2ω_{1}≈2ω_{2})和Z'_{L,ext}(ω=2ω_{1}≈2ω_{2})的表達(dá)式為,
Z'_{S,ext}(ω=2ω_{1}≈2ω_{2})=-x1/jωC_{pad}/2)//[jωL_{g2}+ (jωL_{g1}//1/jωC_{g,mos})]y(8)
Z'_{L,ext}(ω=2ω_{1}≈2ω_{2})=?[1/(jωC_{pad}/2)//jωL_{d2} (9)
等式(8)、(9)很容易用包含串聯(lián)LC諧振回路的匹配電路實現(xiàn),這是因為二次諧波分量的相對帶寬要比包絡(luò)分量的相對帶寬窄得多,故濾除包絡(luò)分量比濾除二次諧波分量的難度更大。因此,包絡(luò)分量對記憶效應(yīng)的作用要比二次諧波分量更大。在實際應(yīng)用中,由于包絡(luò)分量對功率放大器的記憶效應(yīng)起主要作用,故一般只對濾除包絡(luò)分量的輔助電路進(jìn)行優(yōu)化,高頻下可用某些寄生參數(shù)較強(qiáng)的大電容(如鉭電容)來代替濾除包絡(luò)分量的串聯(lián)LeCe諧振回路。
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