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应用于WiFi6的新型高线性度功率放大器设计

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微波学报 2023年

作者：姚凤薇焦凌彬上海电机学院电子信息学院上海电子信息职业技术学院通信与信息工程学院

针对WiFi 6的设备需求，设计了一款工作在5.15 GHz～5.85 GHz的高线性度砷化镓（GaAs）异质结双极型晶体管（HBT）射频功率放大器。为了保证大信号和高温下功率管静态工作点的稳定性，采用了一种新型有源自适应偏置电路。对射频功率检... 详细信息

针对WiFi 6的设备需求，设计了一款工作在5.15 GHz～5.85 GHz的高线性度砷化镓（GaAs）异质结双极型晶体管（HBT）射频功率放大器。为了保证大信号和高温下功率管静态工作点的稳定性，采用了一种新型有源自适应偏置电路。对射频功率检测电路进行了设计和改进，有效降低了射频系统的功耗。针对各次谐波分量产生的影响，对输出匹配网络进行了优化。仿真结果表明：该射频功率放大器芯片小信号增益达到了32.6dB；在中心频率5.5GHz时1dB压缩点功率为30.4dBm，功率附加效率超过27.9%；输出功率为26dBm时，三阶交调失真（IMD3）低于-40dBc。实测数据表明：小信号增益大于31.4dB；5.5GHz时1dB压缩点功率为29.06dBm；输出功率为26dBm时，IMD3低于-30dBc.当输出功率为20dBm时，二次三次谐波抑制到-30dBc和-45dBc。

关键词： GaAs HBT 偏置电路功率检测电路匹配网络高线性度

应用于WiFi6的新型高线性度功率放大器设计

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微波学报 2024年第1期40卷 93-98页

作者：姚凤薇焦凌彬上海电子信息职业技术学院通信与信息工程学院上海201411 上海电机学院电子信息学院上海201306

针对WiFi 6的设备需求,设计了一款工作在5.15 GHz~5.85 GHz的高线性度砷化镓异质结双极型晶体管射频功率放大器。为了保证大信号和高温下功率管静态工作点的稳定性,采用了一种新型有源自适应偏置电路。对射频功率检测电路进行了设计和改... 详细信息

针对WiFi 6的设备需求,设计了一款工作在5.15 GHz~5.85 GHz的高线性度砷化镓异质结双极型晶体管射频功率放大器。为了保证大信号和高温下功率管静态工作点的稳定性,采用了一种新型有源自适应偏置电路。对射频功率检测电路进行了设计和改进,有效降低了射频系统的功耗。针对各次谐波分量产生的影响,对输出匹配网络进行了优化。仿真结果表明:该射频功率放大器芯片小信号增益达到了32.6 dB;在中心频率5.5 GHz时1 dB压缩点功率为30.4 dBm,功率附加效率超过27.9%;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-40 dBc。实测数据表明:小信号增益大于31.4 dB;5.5 GHz时1 dB压缩点功率为29.06 dBm;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-30 dBc。当输出功率为20 dBm时,二次三次谐波抑制到-30 dBc和-45 dBc。

关键词：砷化镓异质结双极型晶体管偏置电路功率检测电路匹配网络高线性度

基于GaAs HBT有源自适应偏置的高线性度功率放大器设计

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电子元件与材料 2022年第11期41卷 1202-1208页

作者：焦凌彬姚凤薇上海电机学院电子信息学院上海201306

采用2μm砷化镓(GaAs)异质结双极型晶体管(HBT)工艺设计和实现了一种3.3~3.8 GHz的高线性度射频(RF)功率放大器(PA)。采用了一种改进的有源自适应偏置电路结构,既提高了静态偏置电流的稳定性和可控性,又对增益压缩起到了抑制作用。优化... 详细信息

采用2μm砷化镓(GaAs)异质结双极型晶体管(HBT)工艺设计和实现了一种3.3~3.8 GHz的高线性度射频(RF)功率放大器(PA)。采用了一种改进的有源自适应偏置电路结构,既提高了静态偏置电流的稳定性和可控性,又对增益压缩起到了抑制作用。优化了各级匹配网络,抑制了谐波分量的影响,在低电源电压下实现了较高的增益和良好的线性指标。仿真结果显示:测量的小信号增益大于33.4 dB;1 dB压缩点功率为31.3 dBm@3.55 GHz;功率附加效率超过30%@3.55 GHz;输出功率为20 dBm时,IMD3低于-50 dBc。实测数据表明:小信号增益大于31.2 dB;输出功率为20 dBm时,IMD3低于-40 dBc;输出功率为27.56 dBm时,相邻信道泄露比为-37.62 dBc。

关键词：射频功率放大器有源自适应偏置电路匹配网络高线性度

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二元紧耦合多入多出系统解耦匹配网络

哈尔滨工程大学学报 2020年第4期41卷 583-588页

作者：李方华李岳衡张燕华薛团结周思源河海大学计算机与信息学院江苏南京211100

多入多出传输技术应用在小尺寸移动终端时将引发阵元间强烈的电磁耦合效应,进而影响系统传输速率的问题。为消除耦合效应的不利影响,本文依据微波电路理论设计了二元微带阵列解耦匹配网络。该方法通过在小尺寸阵元间添加电感元件以抑制... 详细信息

多入多出传输技术应用在小尺寸移动终端时将引发阵元间强烈的电磁耦合效应,进而影响系统传输速率的问题。为消除耦合效应的不利影响,本文依据微波电路理论设计了二元微带阵列解耦匹配网络。该方法通过在小尺寸阵元间添加电感元件以抑制耦合,再通过单枝节匹配网络解决由解耦引起的输入与输出端口间的阻抗失配问题。计算机电磁软件仿真和电路实测结果表明:用以指导二元解耦匹配网络设计的理论分析可靠准确,所设计的二元解耦匹配网络微带电路实现结构简单,能很好地完成紧耦合阵元间的耦合抑制作用。

关键词：多入多出移动终端电磁耦合耦合抑制匹配网络阻抗失配微带电路现场测试

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面向5G基站的射频功率放大器设计与实现

电子测量与仪器学报 2022年第12期36卷 244-252页

作者：肖曼琳杜鑫威蔡丽媛雍伟上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 飞骧科技(无锡)有限公司无锡214026 苏州能讯高能半导体有限公司上海201203

近年来随着5G基站的全面投入使用,针对S波段功率放大器的各项指标又提出了更高的应用需求。为了满足高增益,高效率,宽频带、大功率、小型化等需求,本文在阶跃式匹配电路的基础上,采用并联开路微带线的方法,设计了一款工作在3.4~3.6 GHz... 详细信息

近年来随着5G基站的全面投入使用,针对S波段功率放大器的各项指标又提出了更高的应用需求。为了满足高增益,高效率,宽频带、大功率、小型化等需求,本文在阶跃式匹配电路的基础上,采用并联开路微带线的方法,设计了一款工作在3.4~3.6 GHz的射频功率放大器。本次设计所采用的设计方法解决了晶体管动态阻抗难以精确测试,仿真与实测存在差距等问题。在本设计中,输入输出匹配网络采用并联开路微带线并且通过改变开路微带线的物理长度与宽度,使匹配网络处于动态匹配状态,有利于后期调试电路,从而确定最佳匹配电路。同时,微带线的采用使得整个电路更加小型化。为验证方案的可行性,本文采用了CREE公司的CGHV40030F晶体管设计了一款工作在3.5 GHz的射频功率放大器,并进行硬件制作与测试。仿真与测试结果均表明,该设计方法易于电路调试,便于准确地确定匹配网络,实测结果逼近仿真结果,幅度失真小于1,相位失真小于5°/dB,S11小于-5.1 dB,S12大于18.3 dB,输出功率大于45 dB,增益大于12 dBm,漏极效率大于66%等各项性能指标良好。

关键词：射频功率放大器 5G基站匹配网络开路微带线

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融合释义与双向交互的成语阅读理解方法研究

广西师范大学学报（自然科学版） 2023年第6期41卷 70-79页

作者：温雪岩谷训开李祯黄英来黄鹤林东北林业大学信息与计算机工程学院黑龙江哈尔滨150040

中文成语有着独特的抽象语义。在机器阅读理解任务中,为了解决模型不能充分理解成语含义的问题,本文提出一种完形填空式匹配网络。匹配网络将成语与其词典释义以注意力交互的方式融入模型,使成语得到更好的向量表征,并且在段落与候选答... 详细信息

中文成语有着独特的抽象语义。在机器阅读理解任务中,为了解决模型不能充分理解成语含义的问题,本文提出一种完形填空式匹配网络。匹配网络将成语与其词典释义以注意力交互的方式融入模型,使成语得到更好的向量表征,并且在段落与候选答案之间采用双向交互的策略。将匹配网络与语言模型(BERT、ERNIE等)相结合,本文设计出一个针对完形填空式阅读理解任务的模型。实验结果表明,该模型优于传统模型、SKER模型以及结合增强型全局注意力的BERT模型,在中文成语数据集CHID上达到77.0%的准确率。

关键词：机器阅读理解中文成语匹配网络完形填空双向交互

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L/S波段可重构双波段射频功率放大器设计

L/S波段可重构双波段射频功率放大器设计

作者：徐家富辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

随着近年来科技以及无线通信系统的发展速度的大幅度提升,对系统的集成度、智能化程度和小型化的需求越来越高。功率放大器是发射机的重要部分,同样的也是整个系统中至关重要的一部分。而可重构功率放大器使用可重构器件来控制完成阻抗... 详细信息

随着近年来科技以及无线通信系统的发展速度的大幅度提升,对系统的集成度、智能化程度和小型化的需求越来越高。功率放大器是发射机的重要部分,同样的也是整个系统中至关重要的一部分。而可重构功率放大器使用可重构器件来控制完成阻抗转换的匹配网络,使电路可以实现不同结构、不同频率间的重构,是无线通信系统实现小型化和智能化的核心所在,故而多模多频段的可重构功率放大器对未来无线通信系统的发展尤为关键。本文首先设计了一款工作在S波段的单波段高效射频功率放大器,对功率放大器常用的几种匹配方法进行分析比较,然后选择了匹配准确且灵活性较强的混合参数匹配网络。设计所使用的晶体管为CGH40010F,在设计时加入了串联谐振网络,用来滤除所有的谐波成分,使得流过该网络的电流为正弦信号。最终设计的测试结果为:在2.1GHz的频段上,最大输出功率达到了39.5d Bm,功率附加效率最大值为70.8%,同时有12.5d B的小信号增益,指标基本满足要求,证实了设计的合理性。然后结合S波段高效射频功率放大器的混合参数匹配网络设计方法,设计了一款L/S波段可重构双波段射频功率放大器。从可重构器件的角度出发,设计了微带线结构的PIN开关,可以实现对功率放大器匹配结构重构的目的,基于此设计了一款可实现在L、S两个不同波段之间进行重构的输出匹配网络。为了减少可重构模块带来的尺寸、损耗、成本等问题的影响,输入匹配选用了宽带网络,顺应了小型化、集成化、智能化的发展趋势。对上述的可重构双波段功放进行实物的制作以及测试,测试结果显示在1.75GHz和2.6GHz时,功放的小信号增益分别是12.7d B和11.7d B,最大输出功率不低于39d Bm,功率附加效率都大于43%。测试的结果基本满足预期设想的指标,验证了设计的合理性,同时具有灵活性高,开关数量少以及小型化、集成化的特点。该论文有图60幅,表12个,参考文献76篇。

关键词：功率放大器可重构 PIN开关 GaN HEMT晶体管匹配网络

传感器节点自主供电的环境混合能量收集系统设计

同方学位论文库评论

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农业工程学报 2017年第8期33卷 147-152页

作者：徐雷钧白雪潘祎雯毛罕平江苏大学电气信息工程学院镇江212013 东南大学毫米波国家重点实验室南京210096 江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室镇江212013

农田复杂环境及大面积监测需求对农业物联网传感器节点的供电提出了极大挑战,而环境能量收集技术则使低功耗农业物联网传感器节点的自供电及免维护成为可能。针对传统能量收集装置中收集的环境能量单一有限、装置体积大、可靠性差的问题... 详细信息

农田复杂环境及大面积监测需求对农业物联网传感器节点的供电提出了极大挑战,而环境能量收集技术则使低功耗农业物联网传感器节点的自供电及免维护成为可能。针对传统能量收集装置中收集的环境能量单一有限、装置体积大、可靠性差的问题,该文提出了一种新型混合环境能量一体化收集系统。该系统定位于环境中普遍而丰富的射频电磁波能量和振动能量,通过射频收集天线和压电陶瓷的有效结合,同时收集2种环境能量,并经整流转换成直流电能。能量收集天线使用普通FR4印刷电路板实现,工作在手机通信频段1.9 GHz(3G频段),测试的回波损耗为-20.5 d B,对电磁波能量收集的最高输出功率可达到38 mW,测得收集到的振动能量最大输出功率可达到25 mW,满足低功耗传感器节点的功率需求。该装置不仅可以有效提高系统供电的可靠性和对环境的适应能力,还大大降低了传统混合系统的尺寸,可为农业物联网快速发展中的传感器节点可靠供电问题提供参考。

关键词：传感器整流电路设计农业物联网能量收集射频能量振动能量匹配网络

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无线电射频指纹小样本识别方法设计与实现

无线电射频指纹小样本识别方法设计与实现

作者：李浩电子科技大学

学位级别：硕士

随着5G通信时代的到来,保证设备间的通信安全显得格外重要。通过分析射频信号的微小差异而提取出的硬件特征,可以作为每台设备独一无二的射频指纹,从而使得射频指纹识别技术能够为设备在物理层提供更加安全可靠的身份认证机制。目前已... 详细信息

随着5G通信时代的到来,保证设备间的通信安全显得格外重要。通过分析射频信号的微小差异而提取出的硬件特征,可以作为每台设备独一无二的射频指纹,从而使得射频指纹识别技术能够为设备在物理层提供更加安全可靠的身份认证机制。目前已有的射频指纹识别技术都是在密集型数据集上实现的,在面临小样本问题时显得有些无力。特别是在某些特殊环境下,如无人机等处于较为隐蔽环境的通信设备,无法获取其大量信号进行射频指纹识别。为解决射频指纹小样本问题,本文提出将小样本学习方法应用到射频指纹识别技术中,研究无线电射频指纹小样本识别方法。本文通过分析现有射频指纹识别技术的不足之处,发现在面临小样本数据集时容易出现过拟合问题。而目前已有的小样本学习方法如元学习、迁移学习等等,主要应用于图像与文本领域。因此,基于以上问题,本文对已有元学习网络模型进行改进,设计实现了两个模型。一是对匹配网络模型的改进。为提取更有效的射频指纹特征,结合I/Q信号特点,修改了匹配网络的嵌入函数结构。并采用欧式距离公式作为计算样本特征相似度的注意力核函数,使模型更加能够区分I/Q信号样本之间的差异,从而保证模型识别准确率。二是结合迁移学习与元学习优点,构建元迁移学习模型。该模型将深度神经网络通过迁移学习引入到元学习模型中,并对模型参数进行了缩放,以适应射频指纹小样本任务,从而提高模型识别准确率。实验结果证明,小样本学习方法能够应用于射频指纹小样本识别。比起改进前,本文改进后的匹配网络模型在识别效果上表现良好,且在训练速度上也较快。同时,也验证了可以将深度神经网络作用于元学习模型上,并且元迁移学习模型的射频指纹小样本识别效果表现得更好。最后基于上述两个模型设计实现设备信号分析系统,以帮助快速识别射频信号所属设备。并为后续网络攻防下的无线通信设备的身份认证奠定基础,具有一定的战略意义。

关键词：射频指纹小样本学习元学习匹配网络元迁移学习