利用基于负载牵引的多目标可视化方法，在放大器设计中培养直觉

《IEEE Journal of Microwaves》：Building Intuition in Amplifier Design Using Load-Pull Based Multi-Objective Visualization

　　

本文提出了一种高效的方法，用于分析功率放大器（PA）设计各个阶段的权衡问题。该方法基于多目标分析，为设计者提供多个满足预设要求的解决方案，并在所需目标之间实现折中。该设计方法利用仿真数据，并以交互式格式呈现结果，显著减少了权衡决策所需的时间，同时增强了设计者的直觉。Load-Pull Extraction（LPE）方法从模拟的源极和负载数据开始，这些数据覆盖了多个参数范围。该方法被扩展为Selective Trade-Off（STO）方法，可用于PA设计的不同阶段，以实现特定目标，例如灵敏度分析和多级放大器。为了验证LPE方法的有效性，设计了一种采用6瓦封装GaN HEMT的宽带（1.9-3.6 GHz）单级混合PA，其中负载品质因数和谐波终端阻抗被纳入权衡分析中。该PA的分数带宽为61.8%，峰值功率附加效率为58%，大信号增益为10.4 dB，输出功率为38.9 dBm（7.7 W）。随后，LPE方法被进一步扩展为STO方法，并应用于在120纳米GaN-on-SiC工艺中设计的多级K波段MMIC放大器的级间网络。这种方法的可能进一步扩展包括额外的权衡参数，如晶体管尺寸选择、不同的工艺变体以及特定的频率依赖性特性。