【应用】EMC RFLABS推出3dB电桥HDC2F，是固态功率合成的优质方案

时间： 2018-07-11 来源：世强

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射频功率放大器是无线系统中的重要组成部分，随着无线通信系统性能的不断提高，对射频功率放大器的指标要求也有所提高，其中需要提升的一个重要指标就是输出功率，影响输出功率的首要因素是功率管的选取，我们可以选择更大功率的管子来提高输出功率，但在实际工程当中，货架上的功率管输出的最大功率很可能满足不了指标要求，或者综合考虑成本，库存等实际因素，需要使用其他方案来实现提高输出功率的目标。固态功率合成就是工程中常常用到的一种设计思路。

固态功率合成实现的方法有很多，我们以一个实际的设计为例，将两路功放进行功率合成，通过对比找出优质解决方案。单管输出功率性能如下：

图1 单管功放输出功率性能曲线

表1 单管功放输入输出功率

由上文数据可以看到当输入功率为28dBm时，该管达到1dB压缩点输出功率为36.94dBm=4.95W。基于该管的性能进行固态功率合成，通过对比不同实现方法，寻求优质的解决方案。

1）使用威尔金森功率合成器进行功率合成

该方法是工程中较为常用的方法，原理框图如下：

图2 威尔金森功率合成原理框图

首先设计一个威尔金森合成器，工程中一般用印制线来实现，其性能曲线如下：

图3 威尔金森合成器性能曲线

可以看到用印制线制作的威尔金森合成器单路损耗大于3.4dB，我们进一步进行固态功率合成，输出功率性能如下：

图4 威尔金森合成器功率合成输出功率性能曲线

表2 威尔金森合成器功率合成输入输出功率

由上文数据可以看到当输入功率为31dBm时，该管达到1dB压缩点输出功率为39.07dBm=8.1W。

2）使用EMC RFLABS推出的3dB电桥 HDC2F进行固态功率合成

用2个3dB电桥进行功率合成，其原理框图如下图所示：

图5 使用3dB电桥HDC2F进行功率合成原理框图

我们选用EMC RFLABS公司HybriX系列的3dB电桥HDC2F来进行固态功率合成，其插入损耗值为0.2dB，耐受功率为200W连续波，其他性能也同样满足使用要求，功率合成后输出功率性能如下：

图6 使用3dB电桥HDC2F进行功率合成输出功率性能曲线

表3 使用3dB电桥HDC2F进行功率合成输入输出功率

由上文数据可以看到当输入功率为31dB时，该管达到1dB压缩点输出功率为39.41dBm=8.73W。

使用威尔金森功率合成器进行功率合成时，功放的1dB压缩点输出功率增加倍数为8.1W/4.95W=1.64；使用EMC RFLABS的3dB电桥HDC2F进行固态功率合成时，功放的1dB压缩点输出功率增加倍数为8.73W/4.95W=1.76。

通过对比可以看出，使用EMC RFLABS公司的3dB电桥HDC2F来进行固态功率合成的效率已经明显优于使用印制线威尔金色合成器的固态功率合成。同时EMC RFLABS公司的HDC2F还具有尺寸小，一致性高，射频指标高等优势，可以帮助工程师在电路实现时大大减少调试量，轻松应对系统功率提升的要求。

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