毫米波功率放大器研究现状概述-焱行科技

2023-02-21 10:42:11

毫米波功率放大器研究现状概述

移动通信技术的革新不仅深刻改变了人们的生活方式，而且已成为推动国民经济发展、提升社会信息化水平的重要引擎。随着4G的大规模商用，其发展已进入成熟期，面向2020年及未来的第五代移动通信(5G)已成为全球研发热点。5G无线通信将开启“万物互联”时代并实现高可靠性、低时延、低功耗及数据传输速率的跨越式提升，能为用户提供更多的应用和服务体验。鉴于6GHz以下频段的各类无线电业务已十分密集，而毫米波频谱不仅资源丰富，且能提供更大的带宽和更高的数据速率，非常契合5G通信的需求。

移动通信技术的发展依赖于集成电路工艺和器件的进步。射频功率放大器（RFPA）作为整个收发前端的核心功能模块之一，将直接影响到设备的通信质量、信号接收能力、电池续航等重要指标。由于CMOS器件的击穿电压低，因此在CMOS功率放大器的设计中，高输出功率和高效率的设计要求将面临挑战。在本文中，综述了放大器单元结构[1]和组合功率放大器结构[2]-[9]，其中组合结构可分为直接并联组合^[2]-[3]，耦合器组合^[4]-[5]和变压器组合^[6]-[10]。

功率放大器单元

功率放大器的简单结构是根据对应设备，设计针对输出功率或效率进行优化的匹配网络的单元结构^[1]。功率放大器单元包含的器件很少，并且输出功率受到限制。原因是在高频作用下，无法精确模拟寄生效应。高频CMOS放大器^[1]工作频率为260GHz，该4级共源放大器可达到9.2dB的功率增益和-3.9dBm的输出功率。

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