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A Dual-Band Outphasing Power Amplifier Based on Noncommensurate Transmission Line Concept
IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1109/tmtt.2020.2995588 Weiwei Wang , Shichang Chen , Jialin Cai , Xin Yu Zhou , Wing Shing Chan , Gaofeng Wang , Quan Xue
IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1109/tmtt.2020.2995588 Weiwei Wang , Shichang Chen , Jialin Cai , Xin Yu Zhou , Wing Shing Chan , Gaofeng Wang , Quan Xue
This article proposes a design methodology of dual-band outphasing power amplifier (OPA) based on two noncommensurate transmission lines (NCTLs). The devised NCTLs are used to replace the imperative reactance compensation and impedance matching networks in a conventional design. In virtue of this, the overall complexity of the combiner can be greatly reduced without sacrificing the load modulation effect. To support operations at two distinct frequencies, the conceptual NCTLs are further realized using two dual-band stub-loaded transmission lines. Comprehensive theoretical analysis is given to describe the proposed scheme and to illustrate how the electrical parameters of essential elements are determined. As a proof of concept, an OPA prototype operating at 2.6 and 3.5 GHz is fabricated. The implemented PA based on two 10-W GaN high electron mobility transistor (HEMTs) achieves 44.8 and 44.2-dBm maximum output power, and 74.5% and 62.1% peak drain efficiencies under continuous wave excitation at these two independent frequencies. At 6-dB output back-off points, the corresponding efficiencies reach 63.8% and 54.9%, respectively.
中文翻译:
基于非等比传输线概念的双频异相功率放大器
本文提出了一种基于两条非等比传输线 (NCTL) 的双频异相功率放大器 (OPA) 设计方法。所设计的 NCTL 用于取代传统设计中必须的电抗补偿和阻抗匹配网络。因此,在不牺牲负载调制效果的情况下,可以大大降低组合器的整体复杂度。为了支持在两个不同频率下的操作,概念性 NCTL 使用两条双频带短线加载传输线进一步实现。给出了全面的理论分析来描述所提出的方案并说明如何确定基本元件的电气参数。作为概念验证,制造了一个在 2.6 和 3.5 GHz 下运行的 OPA 原型。基于两个 10-W GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 实现的 PA 实现了 44.8 和 44.2-dBm 的最大输出功率,以及在这两个独立频率的连续波激励下的 74.5% 和 62.1% 的峰值漏极效率。在 6dB 输出回退点,相应的效率分别达到 63.8% 和 54.9%。
更新日期:2020-07-01
中文翻译:
基于非等比传输线概念的双频异相功率放大器
本文提出了一种基于两条非等比传输线 (NCTL) 的双频异相功率放大器 (OPA) 设计方法。所设计的 NCTL 用于取代传统设计中必须的电抗补偿和阻抗匹配网络。因此,在不牺牲负载调制效果的情况下,可以大大降低组合器的整体复杂度。为了支持在两个不同频率下的操作,概念性 NCTL 使用两条双频带短线加载传输线进一步实现。给出了全面的理论分析来描述所提出的方案并说明如何确定基本元件的电气参数。作为概念验证,制造了一个在 2.6 和 3.5 GHz 下运行的 OPA 原型。基于两个 10-W GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 实现的 PA 实现了 44.8 和 44.2-dBm 的最大输出功率,以及在这两个独立频率的连续波激励下的 74.5% 和 62.1% 的峰值漏极效率。在 6dB 输出回退点,相应的效率分别达到 63.8% 和 54.9%。