作者单位
摘要
1 战略支援部队信息工程大学 信息系统工程学院,郑州 450001
2 中国电子科技集团公司第十二研究所,北京 100015
3 中国电子科技集团公司第二十九研究所,成都 610036
微波功率模块(MPM)是真空电子器件和固态电子器件组合而成的一种新型微波功率器件,具有频率高、频带宽、功率大、体积重量小等特点,它使常规行波管的应用变得更加便利和广泛。现代战争向雷达、电子战综合一体化方向发展,这就要求功放既能工作在高峰值功率、低占空比的高模工作方式,也能工作在低峰值功率、准连续波的低模工作方式,针对这一需求,结合电子系统收发共孔径的要求,提出了T/R双模MPM技术。T/R双模MPM技术的核心是T/R双模行波管,基于三端口双向T/R行波管,通过在慢波系统的衰减器附近设置一个耦合口,实现行波管的信号反向接收功能;通过T/R双模行波管设计、双模放大均衡组件、双调制栅极电源等技术实现MPM的双模双向功能。T/R双模MPM应用前景广阔,特别是在基于无人机平台的作战应用中的具有明显优势。
微波功率模块 T/R行波管 收发共孔径 功放 均衡器 microwave power module T/R traveling wave tube common aperture oftransceiver power amplifier equalizer 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013003
Yongran Yi 1,2Dixian Zhao 1,2,*Jiajun Zhang 3Peng Gu 1,2[ ... ]Xiaohu You 1,2,**
Author Affiliations
Abstract
1 National Mobile Communication Research Laboratory, Southeast University, Nanjing 211189, China
2 Purple Mountain Laboratories, Nanjing 211111, China
3 Chengdu Xphased Technology Company Ltd., Chengdu 610041, China
This article presents an 8-element dual-polarized phased-array transceiver (TRX) front-end IC for millimeter-wave (mm-Wave) 5G new radio (NR). Power enhancement technologies for power amplifiers (PA) in mm-Wave 5G phased-array TRX are discussed. A four-stage wideband high-power class-AB PA with distributed-active-transformer (DAT) power combining and multi-stage second-harmonic traps is proposed, ensuring the mitigated amplitude-to-phase (AM-PM) distortions across wide carrier frequencies without degrading transmitting (TX) power, gain and efficiency. TX and receiving (RX) switching is achieved by a matching network co-designed on-chip T/R switch. In each TRX element, 6-bit 360° phase shifting and 6-bit 31.5-dB gain tuning are respectively achieved by the digital-controlled vector-modulated phase shifter (VMPS) and differential attenuator (ATT). Fabricated in 65-nm bulk complementary metal oxide semiconductor (CMOS), the proposed TRX demonstrates the measured peak TX/RX gains of 25.5/21.3 dB, covering the 24?29.5 GHz band. The measured peak TX OP1dB and power-added efficiency (PAE) are 20.8 dBm and 21.1%, respectively. The measured minimum RX NF is 4.1 dB. The TRX achieves an output power of 11.0?12.4 dBm and error vector magnitude (EVM) of 5% with 400-MHz 5G NR FR2 OFDM 64-QAM signals across 24?29.5 GHz, covering 3GPP 5G NR FR2 operating bands of n257, n258, and n261.
fifth-generation (5G) power amplifier millimeter-wave transceiver phased-array 
Journal of Semiconductors
2024, 45(1): 012201
作者单位
摘要
南京电子器件研究所, 江苏南京 210016
随着下一代通信和装备向着更大带宽和更高精确度的方向发展, 毫米波太赫兹频段成为微波技术研究的重点方向。发射功率是太赫兹系统中的关键指标, 功率的大小直接决定了系统的作用距离。近些年来, 毫米波太赫兹频段的固态功率器件取得了显著进步, 推动了国内外太赫兹固态功率放大器的工程实现。本文介绍了国际上毫米波太赫兹频段功率合成技术和固态功放的研究现状, 以及我国特别是南京电子器件研究所在 W波段与 G波段基于径向功率合成技术、矩形波导合成技术以及硅基波导合成技术的固态功放模组的最新研究进展。
W波段 G波段 毫米波 太赫兹 功率合成 固态功放 W-band G-band millimeter-wave terahertz power combining solid state power amplifier 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1285
作者单位
摘要
杭州电子科技大学 新型电子器件与应用研究所, 浙江 杭州 310018
压电陶瓷驱动电源是微位移系统的关键组成部分。为了满足系统对高稳定性、高精度的应用需求,该文设计了一种基于PB58高压运放的新型驱动电源,采用STM32单片机控制输入信号,接收并监控输出信号状态。采用反馈零点补偿和噪声增益补偿相结合的方式提高了放大电路的稳定性。对搭建完成后的系统进行测试分析,最终证明该电源系统具有稳定性高,响应速度快,输出功率大的特点。
压电陶瓷 功率放大 驱动电源 单片机 相位补偿 piezoelectric ceramics PB58 PB58 power amplifier drive power supply microcontroller phase compensation 
压电与声光
2023, 45(6): 898
作者单位
摘要
1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
2 镇江南京邮电大学研究院, 江苏 镇江 212002
3 中科芯集成电路有限公司, 江苏 无锡 241000
基于GaN工艺设计了一款饱和输出功率为44 dBm、功率回退为9 dB的非对称 Doherty功率放大器。为了提高增益, 在Doherty功率放大器前方增加驱动级。通过对主放大器的输出匹配电路进行阻抗匹配优化设计, 去掉λ/4阻抗变换线; 辅助功放输出阻抗采用RC网络等效代替, 控制输出匹配电路相位为0°, 确保关断时为高阻状态; 合路点的最佳阻抗直接选取50 Ω, 从而去掉λ/4阻抗变换线。芯片仿真结果表明, 在33~36 GHz时, Doherty功率放大器的饱和输出功率达到44 dBm以上, 功率增益达到25 dB以上, 功率附加效率(PAE)达到50%以上; 功率回退为9 dB时, PAE达到347%以上。Doherty功率放大器的版图尺寸为34 mm*33 mm, 驱动级功率放大器的版图尺寸为15 mm*17 mm。
Doherty功率放大器 非对称 Doherty power amplifier asymmetric GaN GaN MMIC MMIC 5G 5G 
微电子学
2023, 53(4): 614
作者单位
摘要
河南科技大学 信息工程学院, 河南 洛阳 471023
基于025 μm GaN HEMT设计了一种工作于C波段、结构简单、宽带高效的E类功率放大器。针对单片微波集成电路(MMIC)功率放大器设计中射频扼流圈所占面积较大且难以实现的问题, 采用有限元直流馈电电感替代扼流圈电感, 抑制晶体管寄生参数Cds对最高工作频率的影响, 并采用低Q值混合参数匹配网络, 将功率放大器电路输入输出的最佳阻抗匹配到标准阻抗50 Ω。版图后仿真结果表明, 在41~49 GHz工作频段内, 功率附加效率为51309%~58050%, 平均增益大于11 dB, 输出功率大于41 dBm。版图尺寸为27 mm×14 mm。
功率放大器 氮化镓 E类 有限直流馈电电感 混合参数匹配网络 power amplifier GaN class E finite DC-feed inductance mixed parameter matching network 
微电子学
2023, 53(4): 603
刘畅 1,2
作者单位
摘要
1 西北工业大学 微电子学院,西安 710072
2 西北工业大学 长三角研究院,江苏 太仓 215400
介绍了大功率高效率功率放大器(功放)在实际设计时面临的晶体管寄生效应问题,并通过引入晶体管封装寄生模型对本征端阻抗进行等效迁移,进而提高了输出匹配网络设计的便捷性。提出一种基于紧凑型微带谐振单元的电路设计方法及其传输线拓扑结构,其中,紧凑型微带谐振单元的作用是提供功放在三次谐波所需的开路点,从而通过调谐传输线满足相应阻抗条件。其优点还包括:基波频率下插入损耗低、效率高;实际物理尺寸小,可满足小型化需求。为了更好地验证上述理论,基于10 W GaN HEMT CGH40010F晶体管和大功率高效率E/F开关类功放在2.2 GHz的工作频率下进行了具体的电路设计。仿真结果表明,该款功放的最大功率附加效率可达78.4%,最大输出功率可达40.1 dBm,功率增益为12.1 dB。
功率放大器 大功率 高效率 小型化 寄生效应 紧凑型微带谐振单元 power amplifier high power high-efficiency miniaturized parasitic effect compact microstrip resonant cell 
强激光与粒子束
2023, 35(10): 103001
Author Affiliations
Abstract
1 Shenzhen Key Laboratory of Laser Engineering, Guangdong Provincial Key Laboratory of Micro/Nano Optomechatronics Engineering, Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, State Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous Integration, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen, China
2 Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology of Guangdong Higher Education Institutes, Shenzhen Technology University, Shenzhen, China
3 Han’s Laser Technology Industry Group Co., Ltd., Shenzhen, China
High-power femtosecond mid-infrared (MIR) lasers are of vast importance to both fundamental research and applications. We report a high-power femtosecond master oscillator power amplifier laser system consisting of a single-mode Er:ZBLAN fiber mode-locked oscillator and pre-amplifier followed by a large-mode-area Er:ZBLAN fiber main amplifier. The main amplifier is actively cooled and bidirectionally pumped at 976 nm, generating a slope efficiency of 26.9%. Pulses of 8.12 W, 148 fs at 2.8 μm with a repetition rate of 69.65 MHz are achieved. To the best of our knowledge, this is the highest average power ever achieved from a femtosecond MIR laser source. Such a compact ultrafast laser system is promising for a wide range of applications, such as medical surgery and material processing.
femtosecond fiber laser fluoride fiber amplifier master oscillator power amplifier mid-infrared 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(4): 04000e53
胡梁 1,2钱勇 2李培丽 1周军 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 南京先进激光技术研究院,江苏 南京 210038
3 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
设计并实现了重复频率在10 Hz~10 kHz可调的1550 nm微秒矩形脉冲光纤放大器。该光纤放大器采用双级主振荡功率放大(MOPA)全光纤结构,采用声光调制器对信号光进行调制,通过对泵浦驱动和信号光调制的脉冲波形及时序进行优化,实现了峰值功率为30 W、脉冲宽度为10 μs~1 ms、重复频率在10 Hz~10 kHz范围可调的微秒矩形脉冲放大激光输出。通过优化信号光脉冲和泵浦脉冲时序有效抑制了光纤放大过程中的放大自发辐射,通过对信号光的脉冲波形进行预整形获得了较好的微秒矩形脉冲输出。
光学器件 光放大器 微秒脉冲 铒-镱共掺光纤 声光调制器 主振荡功率放大器 
中国激光
2023, 50(14): 1401003
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
单片集成式主振荡功率放大器(MOPA)具有体积小、功率大、光束质量高等优势,通过集成布拉格光栅,还能够实现窄线宽和动态单模,在倍频、泵浦、光通信和传感等领域具有重要应用价值,是近年来半导体光电子器件的研究热点。本文梳理了单片集成式MOPA的主流结构,包括锥形、脊型、布拉格光栅型和三段式MOPA,以各自的工作原理和性能特征为出发点,介绍其主要的研究方向,并结合它们各自面临的问题介绍最新的发展趋势。针对单片集成式MOPA中普遍存在的高功率下光束质量退化的问题,梳理了近年在外延层结构、腔面光学薄膜和电极设置等方面的优化设计,重点总结了单片集成式MOPA在提高光束质量及高功率、容线宽及高亮度方面的重要进展。围绕不同领域的应用需求,整理了具备高功率、窄线宽、高光束质量和高亮度等性能特征的单片集成式MOPA的研究进展,最后展望了单片集成式MOPA的发展趋势。
主振荡功率放大器 单片集成结构 半导体激光器 半导体光放大器 优化设计 Master-Oscillation Power-Amplifier (MOPA) monolithic integrated diode lasers semiconductor optical amplifier optimal design 
中国光学
2023, 16(1): 61

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