Design und Optimierung eines effizienten stromvorgespannten inversen Lastmodulations-Verstärkers basierend auf Impedanz- und Leistungsbeschränkungen

Zhongpeng NI ,  

Heng ZHANG ,  

Jing XIA ,  

Wence ZHANG ,  

Wa KONG ,  

Chao YU ,  

Xiaowei ZHU ,  

Abstract

Es wird eine auf evolutionärer Berechnung basierende Methode zur Optimierung des Designs eines breitbandigen, effizienten Stromvorspannungs-Rückwärtslastmodulations-Leistungsverstärkers (CB-RLM PA) vorgeschlagen. Zunächst wird für die Rückwärtslastmodulationseigenschaften des CB-RLM PA eine umfassende Zielfunktion vorgeschlagen, die mehrstufige Impedanztrajektorieneinschränkungen und Abweichungen der Bandleistung kombiniert. Für den Sättigungszustand und den 6 dB Leistungsverlustzustand (PBO) wird mithilfe eines auf Lastzug-Simulation basierenden Impedanzbeschränkungskreises im Smith-Diagramm ein annähernd optimaler Impedanzbereich eingeschränkt. Diese Bereiche werden zusammen mit Bandleistungsabweichungen (z. B. Sättigungseffizienz, 6 dB PBO-Effizienz und Sättigungsausgangsleistung) zur Optimierung des Anpassnetzwerks verwendet. Zweitens wird ein mehrzieliger evolutionärer Algorithmus basierend auf adaptiver Gewichtungszerlegung, Nachbarschafts- und globalem Ersatz mit harmonischer Balancesimulation kombiniert, um Entwurfsparameter zu optimieren und die Leistung zu bewerten. Schließlich wurde zur Validierung der Methode ein breitbandiger CB-RLM PA mit einem Arbeitsfrequenzbereich von 0,6–1,8 GHz entworfen und hergestellt. Messergebnisse zeigen, dass die Effizienz in Sättigung, 6 dB PBO und 8 dB PBO jeweils über 43,6 % liegt und die Ausgangsleistung in Sättigung bei 40,9–41,5 dBm liegt, was die Machbarkeit und Effektivität der vorgeschlagenen Optimierungsmethode für breitbandige, effiziente CB-RLM PAs bestätigt.

Keywords

stromvorgespannt inverse Lastmodulation; breitbandig; hohe Effizienz; Leistungsverstärker; Optimierung

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