具有固有双工和滤波功能的双频平衡放大器

《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》：A Dual-Band Balanced Amplifier With Intrinsic Diplexing and Filtering

　　摘要：本文提出了一种高效率双频平衡功率放大器（PA），该放大器紧凑集成了固有的双工和滤波功能，其中滤波功能指的是由级联双频耦合器的路径干涉机制所产生的内置频段间隔离和不期望频段抑制。所提出的架构将双频耦合器与PA级相结合，在1.4 GHz和2.5 GHz两个目标频率处实现频段间隔离和双工功率合成。这种集成降低了传统架构中通常使用的级联滤波器和双工器的需求，从而减少了额外的无源插损。为验证性能，制作了针对1.4 GHz和2.5 GHz的样机。在1.4 GHz处，该PA的饱和输出功率（P_sat）为43.6 dBm，漏极效率（DE）为76.4%，饱和增益为14.3 dB。在2.5 GHz处，其饱和输出功率（P_sat）为43.7 dBm，漏极效率为72.8%，饱和增益为12.6 dB。两频段测得的小信号增益分别为20.2 dB和15.4 dB，1.4 GHz和2.5 GHz输入路径的测得不期望频段抑制分别超过23 dB和22 dB，在1.9 GHz附近的端口间隔离度超过30 dB。在峰均功率比（PAPR）约为8.8 dB的10 MHz 5G NR信号下，未使用数字预失真（DPD）时的平均邻道泄漏比（ACLR）在1.4/2.5 GHz处分别为?28.41/?27.52 dBc。这些结果验证了所提出的架构为实现双频射频前端模块的高效率、高输出功率和高集成度提供了一种有效方案。