インピーダンスと性能制約に基づく高効率電流バイアス逆負荷変調パワーアンプの設計と最適化

Zhongpeng NI ,  

Heng ZHANG ,  

Jing XIA ,  

Wence ZHANG ,  

Wa KONG ,  

Chao YU ,  

Xiaowei ZHU ,  

Abstract

進化計算に基づく広帯域高効率電流バイアス逆負荷変調パワーアンプ(CB-RLM PA)設計最適化手法を提案する。まず、CB-RLM PAの逆負荷変調特性に対して、多状態インピーダンス軌跡制約と帯域内性能偏差を組み合わせた総合目的関数を提案する。飽和状態および6 dBパワーバックオフ(PBO)状態については、負荷トラクションシミュレーションに基づくインピーダンス制約円をスミスチャート上にて近似最適インピーダンス領域として制約する。これらの領域は、帯域内性能偏差(例えば飽和効率、6 dB PBO効率、飽和出力電力)とともにマッチングネットワークの最適設計に用いられる。次に、適応重み分解、近傍および全体置換に基づく多目的進化アルゴリズムと高調波バランスシミュレーションを組み合わせて設計パラメータを最適化し、性能を評価する。最後に、本手法の有効性を検証するため、動作周波数範囲0.6〜1.8 GHzの広帯域CB-RLM PAを設計・製作した。測定結果は、飽和状態、6 dB PBOおよび8 dB PBO時の効率がすべて43.6%以上、飽和出力電力は40.9〜41.5 dBmを維持し、提案した広帯域高効率CB-RLM PA最適設計手法の実現可能性および有効性を検証した。

Keywords

電流バイアス逆負荷変調;広帯域;高効率;パワーアンプ;最適化

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