為了實現(xiàn)高速大容量的用戶體驗，勢必拓寬信號帶寬，在一系列規(guī)劃頻段中，3.4 GHz-3.8 GHz頻段率先成為全球的熱點頻率，引起全球移動產(chǎn)業(yè)的重點關(guān)注。各大設(shè)備商重點開發(fā)面向3.4 GHz-3.8 GHz的宏站或一體化小型基站。比如諾基亞的TD-LTE 3.5GHz 8T8R宏站RRU和4T4R低功率RRU以及一體化小基站。愛立信的宏站Macro Radio 2218和微站Micro Radio 440均聚焦3.4 GHz-3.8 GHz 應(yīng)用。華為和中興也紛紛推出了基于3.4 GHz-3.8 GHz的多載波寬帶RRU，載波信號帶寬均超過150 MHz。

各大射頻功放管廠商也爭先恐后，推陳出新，不斷發(fā)布滿足市場需求的器件。而目前主流的硅基LDMOS功放管在頻率和效率上的性能缺陷，導(dǎo)致其很難滿足5G系統(tǒng)高頻和高效的需求，逐漸喪失了在基站功放市場的主導(dǎo)地位。 而氮化鎵以其固有的高功率密度有效的降低了結(jié)電容，從而提高了帶寬，滿足了多載波系統(tǒng)對功率半導(dǎo)體器件的視頻帶寬要求。

華為率先大批量使用GaN 射頻功率管，不僅優(yōu)化了系統(tǒng)射頻性能，而且簡化了熱設(shè)計，縮小了體積和重量，便于工程建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，有效的推動了行業(yè)發(fā)展，開啟了以氮化鎵材料為主的第三代射頻功放管商用的新時代。

首先，功率放大器作為通信發(fā)射系統(tǒng)中極為重要的部分，其輸出功率的能力，漏級效率大小都會對整個通信系統(tǒng)有著重要的影響，從綜合性能來說，氮化鎵射頻功放管成為了高頻大功率以及寬帶高效功放模塊的最合適選擇。GaN既彌補了LDMOS的高頻帶寬和效率的性能缺失，又改善了GaAs在高頻功率容量的不足，加上氮化鎵在可靠性方面的優(yōu)勢，使其成為5G 通信的首選功放管技術(shù)。

再者，近年來歐美半導(dǎo)體公司對國內(nèi)功放管市場的封鎖趨緊，國內(nèi)氮化鎵企業(yè)受到了市場的大力追捧，加速發(fā)展。

一款新型GaN射頻功放管DX1H3438140P可支持頻段為3.4 GHz-3.8 GHz，借助其優(yōu)異的寬帶性能，客戶可以在該頻段內(nèi)采用同一個寬帶功放管來代替原有的兩種甚至是三種功放管。功放管的工作電壓為48 V，在該頻段擁有較好的線性度、功率密度、效率以及寬帶特性。在板級使用時，外匹配容易實現(xiàn)，調(diào)試簡單。

將該功放管設(shè)計成Doherty架構(gòu)，非常適合系統(tǒng)平均功率為20 W的基站使用。采用該功放管設(shè)計的Doherty架構(gòu)功率放大器，可以支持160 MHz的寬帶信號，并很好的與寬帶DPD系統(tǒng)配合，在常溫下經(jīng)過DPD校正之后，線性度可以達到-50 dBc @ 45.4 dbm，表現(xiàn)出了很完美的射頻閉環(huán)性能。

下面我們對這款功率管分別作了單管及Doherty性能測試：

一、Load Pull性能

表1為功放管DX1H3438140P在3.4 GHz-3.8 GHz的Load Pull測試性能。

表1、DX1H3438140P Load Pull測試結(jié)果

二、3.6GHz Class AB調(diào)試

該放大器的漏級電壓Vds為48 V，靜態(tài)電流Idq為400 mA。使用的PCB板材為Rogers 4350B。圖1為調(diào)試前的Demo圖片。

圖1、DX1H3438140P Demo圖片

2.1、小信號性能

該放大器在3.4 GHz-3.8 GHz內(nèi)回波損耗S11小于-10 dB,帶寬大于400 MHz。在3.6 GHz，小信號增益大于19 dB。圖2為小信號調(diào)試的結(jié)果曲線。

圖2、DX1H3438140P調(diào)試后小信號性能

2.2、脈沖飽和功率測試

調(diào)試后該放大器的飽和功率為51.7 dBm，飽和效率為67.3 %，功率回退7.5 dB時的功率增益為19.3 dB。圖3為大信號脈沖測試結(jié)果。

圖3、DX1H3438140P調(diào)試后脈沖測試性能

2.3、DPD線性度測試

該放大器經(jīng)過DPD校正后，其表現(xiàn)出了優(yōu)異的線性性能，測試信號為WCDMA 3GPP test model 1, 64 DPCH, 45% clipping, PAR = 7.5 dB @ 0.01% Probability on CCDF。在功率回退8 dB時，其校正后ACLR可以達到-58 dBC。圖4為DPD測試結(jié)果。

圖4、DX1H3438140P調(diào)試后DPD性能

三、Doherty 性能

為了實現(xiàn)功放線性和效率的完美結(jié)合，該公司分別開發(fā)了3.4 GHz-3.6 GHz和3.4 GHz-3.8 GHz的寬帶Doherty 功放板。該功放采用1:1對稱Doherty架構(gòu)來表現(xiàn)其最佳的寬帶及線性特性。針對目前通信系統(tǒng)中常用的信號PAR 7.5 dB，以飽和功率回退8 dB作為其平均輸出功率，來展示其回退時的性能。具體可以參照圖5和圖6中的效率曲線。

3.1、3.4 GHz-3.6GHz Doherty脈沖功率測試

表2展示了3.4 GHz-3.6 GHz Doherty功放在200 MHz的帶寬內(nèi)的性能參數(shù)，其飽和輸出功率大于53.9 dBm，在飽和功率回退8 dB，平均輸出功率為46 dBm時，其效率在42.5 %以上，增益大于15.1 dB。該Doherty功放功率回退時的性能出眾，非常適合在20-30 W區(qū)間的RRU 功放應(yīng)用。

表2、3.4 GHz-3.6 GHz Doherty功放測試數(shù)據(jù)

3.2、3.4 GHz-3.8GHz Doherty脈沖功率測試

表3展示了3.4 GHz-3.6 GH Doherty功放在400 MHz的帶寬內(nèi)的性能參數(shù)，其飽和輸出功率大于53.9 dBm，在飽和功率回退8 dB，平均輸出功率為46 dBm時，其效率在38.5 %以上，增益大于14.7 dB。

表3、3.4 GHz-3.8 GHz Doherty功放測試數(shù)據(jù)

圖6、3.4 GHz-3.8 GHz Doherty功放脈沖測試性能

圖7、3.4 GHz-3.8 GHz Doherty Demo圖片

3.3、寬帶DPD線性度測試

圖8是為客戶設(shè)計的3.4 GHz-3.6 GHz Doherty功放寬帶信號線性結(jié)果，測試信號為LTE 160 MHz信號，峰均比為7.5 dB。在功放口輸出功率大于45 dBm時，其校正后的線性依然可以低于-50 dBc。圖9為160 MHz信號 （11000011模式）矯正后右邊兩個載波的的頻譜圖。

圖8、寬帶LTE信號DPD校正結(jié)果

圖9、160 MHz 寬帶信號頻譜圖