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高周波電力増幅器開発

 

高周波ディスクリートトランジスタ/高周波アンプモジュール設計評価

WTI40MHz18GHzの周波数帯域において、パッケージ内部で整合を行うディスクリートトランジスタや、外部でインピーダンス整合を行うアンプモジュールの設計評価実績があります。

 

使用するトランジスタとしてはベアチップから、モールドパッケージ品、メタルパッケージ品など幅広く経験があり、用途に応じた整合回路の設計評価を行っております。

整合回路はチップコンデンサやチップインダクタを用いて整合をとる集中定数タイプ、伝送線路の幅や長さを変更し整合をとる分布定数タイプの設計・評価を行っています。

構成する基板材料としては、一般的な有機系基板からセラミック基板まで扱っています。

これらを用いて、低いインピーダンスのトランジスタを、最適なインピーダンスに整合する回路を実現しています。

 

インピーダンス整合を行う上では、出力電力・動作効率・歪などのうち、どのパラメータを重視するかという点で注意が必要となります。また高周波増幅器にはつきものの発振の問題など、他にも注意点があり、これらを加味した回路を提案します。

 

ディスクリートトランジスタ検討事例

トランジスタ負荷依存特性

ディスクリートトランジスタ検討事例

トランジスタ負荷依存特性

 

【主な開発実績】

開発件名

概要

主要特性

トランジスタ単体評価

・ベアチップトランジスタのDC/熱抵抗特性を評価

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・ベアチップトランジスタの最適負荷を評価(ロードプル・ソースプル)

周波数

~4GHz

出力

~1W

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・ベアチップトランジスタ用 整合用回路を設計評価

周波数

~18GHz

出力

~100W

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高周波ディスクリートPAの基礎検討評価

1GHz 25W PAの評価治具作成と性能評価

周波数

1GHz

出力

25W

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1GHz 1kW PAの評価治具作成と性能評価

周波数

1GHz

出力

1kW

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2GHz 80W PAの2合成回路検討

周波数

2.4GHz

出力

160W

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4GHz 50W PAの合成回路を設計評価

周波数

4GHz

出力

100W

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5GHz 50W PAの合成回路を設計評価

周波数

5.2GHz

出力

100W

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SSPAに搭載する高出力トランジスタの整合回路を設計評価

周波数

~100MHz

出力

~0.2W

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高周波アンプモジュール開発

・移動体通信機器に搭載する、高利得・低歪・高効率モジュールを開発

周波数

~3.5GHz

出力

~9W

ηt

60%

・移動体通信機器に搭載する、高利得・低歪モジュールを開発

周波数

~400MHz

出力

~2W

ACLR

35dBc

・市販ディスクリートPAを組み合わせた中出力アンプモジュールを開発

周波数

~400MHz

出力

12W

ACLR

35dBc

高周波特性検査治具の開発

・ディスクリートPA評価用の、整合回路/バイアス印加回路が付属した高周波検査治具を開発

周波数

~14GHz

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DC特性試験治具

・ディスクリートPA評価用の、バイアス印加回路が付属した高耐熱DC通電用治具を開発

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高周波SSPA設計評価

WTIでは純粋に電力を増幅するものから、信号を生成し周波数変換、変調した信号を増幅する複合機能を持ったものまで開発実績があります。

 

SSPAを開発するにあたり、適正なレベルダイヤを設計し、それに見合ったデバイス選定することが重要となります。

この際に問題として発生するのは、50Ω整合されたデバイス同士を単純に連結しても出力が出ない/歪特性が悪い、空間アイソレーション不良による信号の回りこみによる性能低下、発振などによる不安定動作などの現象です。

特に発振については、歪特性に関してお困りになることが多いのではないでしょうか。

 

WTIでは豊富な単体トランジスタの設計評価実績をもとに、基本波・低周波・高調波を考慮した開発を得意としており、お客様の目的にあったSSPAをご提案します。

 

SSPA開発事例

SSPA回路ブロック図

SSPA開発事例

SSPA回路ブロック図

 

【主な開発実績】

開発件名

概要

主要特性

通信実験用各種SSPA開発

・通信実験に使用する2GHz帯 各種出力のSSPAを開発

周波数

2.1 GHz

出力

20 W

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周波数

2.1 GHz

出力

180 W

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周波数

2.5 GHz

出力

10 W

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周波数

2.5 GHz

出力

20 W

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周波数

2.5 GHz

出力

200 W

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周波数

2.45 GHz

出力

160 W

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周波数

2.45 GHz

出力

200 W

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実証用プロトタイプSSPA開発

・無線通信装置に使用する2GHz帯 各種出力のプロトタイプSSPAを開発・提案

周波数

1 GHz

出力

2 kW

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周波数

2.45 GHz

出力

200 W

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周波数

2.4 GHz

出力

200 W

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周波数

3.5 GHz

出力

16 W

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デバイス試験用SSPA開発

・高出力ディスクリートPAを試験するためのSSPAを開発

周波数

3.5 GHz

出力

20 W

Gain

60 dB

周波数

3~4 GHz

出力

20 W

Gain

55 dB

周波数

4~5 GHz

出力

20 W

Gain

50 dB

周波数

7~8 GHz

出力

20 W

Gain

40 dB

歪補償回路適用による送信PA効率改善

・リニアライザを用いた歪補償機能を有するSSPAを開発(規定出力時の効率改善)

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実験用受信回路開発

・アンテナに接続するGPS信号受信用のモジュールを開発

周波数

1.57 GHz

NF

<3.5 dB

Gain

>22 dB

900MHz ZigBee受信モジュールを開発

周波数

920 MHz

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検出感度

-90 dBm

400MHz帯送受信回路を開発

周波数

400 MHz

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周波数コンバータ設計評価

WTIでは0.23GHzの周波数コンバータを開発した実績があります。

周波数コンバータの開発では、適切に周波数を変換するとともに、不要な周波数の信号を除去する必要があり、それに見合った部品の選定が重要となります。

WTIでは、各種フィルタ回路、発振回路の設計技術を有しているため、お客様の目的にあった、周波数コンバータの設計に対応します。

 

 

送受信部ブロック図

送受信部ブロック図

 

【主な開発実績】

開発件名

概要

主要特性

実験用プロトタイプコンバータの開発

・通信実験に使用する各種プロトタイプコンバータを開発

周波数

200 MHz

出力

13 dBm

2逓倍

周波数

350 MHz

出力

2 dBm

4逓倍

周波数

700 MHz

出力

4 dBm

8逓倍

周波数

1.7 GHz

出力

-2 dBm

40逓倍

デバイス試験用コンバータの開発

・高周波ディスクリートPAを試験するためのコンバータを開発

周波数

3 GHz

出力

-2 dBm

3逓倍

 

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