随着高速无线数据传输的需求不断增大,第4代4G(4th Generation)LTE无线通信系统得到了广泛关注[1-2]。对于LTE系统而言,功率放大器PA(Power Amplifier)应具有低成本、高集成以及重量轻的特点[3-4]。

由于LTE系统的通道带宽较宽,为了避免在信号到达天线之前的带外干扰,通常在功率放大器之后连接一个滤波器[5]。在传统的功率放大器中,输出匹配网络OMN(Output Matching Network)面积较大,并且在较大程度上,功率放大器的性能取决于输出匹配网络[4]。因此,近年来对输出匹配网络做了大量研究,以便提升功率放大器的效率[6]、带宽[7]及多频带能力[8]等。

在文献[9-10]中,将集中元件作为匹配网络,效果不理想。有不少文献提出将滤波器作为功率放大器输出匹配网络的一部分。在文献[11-12]中,为了增强功率附加效率PAE(Power Added Efficiency),齿形带通滤波器(BPF)以及基片集成波导带通滤波器均分别被用于控制谐波。但是,在上述两种设计[11-12]中,输出匹配网络仍然作为功率放大器不可缺少的部分,以便获得预期阻抗。在以上文献中,仅仅抑制了多余的谐波,而尺寸却并未减少。在文献[13]中,提出使用带通滤波器减少尺寸,但是仅仅抑制了2次谐波,所以,现有研究的小型化和谐波抑制效果都不显著。

因此,本文提出了一种由低通滤波器(LPF)集成的小型功率放大器。在该功率放大器中,新型低通滤波器被作为输出变压器网络,省略了传统的输出匹配网络,从而实现了小型化和谐波抑制。本文提出的功率放大器在2.6 GHz的频率下工作,抑制了2次到5次的谐波,衰减程度较大,尺寸减少了26%,适用于4G LTE无线通信系统。

试验所用钼精矿100 g，氧气分压1.20 MPa，温度200 ℃，搅拌转速500 r/min，保温保压时间为300 min，考察固液质量比对制备样品影响。

1 提出的功率放大器设计

传统的功率放大器结构如图1所示,图2是本文提出的功率放大器结构。低通滤波器在此结构中作为阻抗变换器,发挥了显著作用,基于使用的晶体管,将50 Ω转换为所需阻抗。本文提出的功率放大器在2.6 GHz的频率下工作,所以,其低通滤波器的基频必须为2.6 GHz,并且拒绝多余的较高频率谐波。下节将详述本文提出的低通滤波器同时进行谐波抑制和阻抗变换的设计。

在大多数功率放大器中,带有双段输入匹配网络和输出匹配网络的功率放大器,如图6所示。此简单的匹配线能够获得理想的阻抗匹配。

图1 传统功率放大器、输出匹配网络 与滤波器的原理图

图2 本文提出的功率放大器原理图

1.1 低通滤波器设计

本文提出的低通滤波器是基于文献[11]中使用的阶跃阻抗谐振器。通过使谐振器变成4倍,可以实现非常锐利的过渡带和宽抑止带,如图3(a)所示。从图3可以看出,向中心谐振器添加4个高阻抗开路线(长度如d5所示)之后,插入损耗减少至将近0 dB。滤波器是在RT/Duroid 5880基片(εr=2.2,厚度=0.508 mm,介质损耗为0.000 9)上制作而成。在HP8757A网络分析仪上进行了测量。仿真模拟结果与实测结果比较吻合,如图3(b)所示。通过EM仿真对谐振器的尺寸进行了设计,以便获得期望的截止频率和快速衰减。对于本文提出的低通滤波器设计而言,理想尺寸为:W=1.5 mm,W1=1 mm,W2=0.45 mm,W3=0.1 mm,d=2 mm,d2=13.2 mm,d3=d4=0.95 mm,d5=1.5 mm。

图3

从图3可以看出,抑止带的回波损耗几乎为0 dB。过渡带非常锋利,从3.61 GHz～3.64 GHz约为0.03 GHz,相应的衰减程度分别为-3 dB和-20 dB。在3.64 GHz到11.94 GHz范围内的较宽抑止带中,本文提出的低通滤波器抑制水平较高,衰减程度为-20 dB。该滤波器的尺寸仅为13.2 mm×6.1 mm。

本文提出的滤波器频率响应有4个传输零点,即3.65 GHz、3.95 GHz、4.8 GHz和6.61 GHz,其衰减程度分别为-35 dB、-53 dB、-65 dB和-71 dB。这些传输零点能够为消除功率放大器预期谐波提供较高的抑制水平。

本文提出功率放大器使用的低通滤波器采用Freesclae’s晶体管MW6S004设计而成。在工作频率为2.6 GHz的条件下,数据表显示,负载阻抗为13.5-j18.4 Ω,利用阶跃阻抗传输线将50 Ω变换为输入端和输出匹配网络的期望阻抗。传统的输出匹配网络使用了较宽的传输线,而本文通过提出的低通滤波器获得期望输出阻抗。因此,为了将低通滤波器阻抗从50 Ω转换为13.5-j18.4 Ω,需在低通滤波器的输入端添加低阻抗短截线,尺寸为:Win=9 mm,din=4 mm,如图4(a)所示。图4(b)是改进后低通滤波器的模拟s参数。

“公司搭建了一个全新的成果转化平台，让优秀的科技成果能够从理论走向实践，从实验室走向现场，从自有受益到普惠众人，加速科技成果向现实生产力转化。”云南电力科学研究院魏杰院长说，本次活动展出的科技成果有很高的实用价值，这也是科技人才之间相互交流、学习的好机会，对科技产品的研发有很好的启发。

图4 改进后低通滤波器的结构图和s参数

1.2 功率放大器设计

图5(a)和图5(b)分别是传统功率放大器和本文提出的与改进后低通滤波器集成的功率放大器的结构。如上所述,后者是基于Freesclae’s晶体管MW6S004N。改进后低通滤波器应能够将50 Ω转换为理想的13.5-j18.4 Ω电阻,从而获得最大效率。在功率放大器中使用了本文提出的低通滤波器之后,能够减小尺寸,提高功率放大器的性能。

图5 传统功率放大器和本文提出功率放大器的结构

1.树立了正确的工程技术职务发展导向。建立职称量化评价体系，实质上就是将职称评审的基本要素进行分解、归类和量化。参评人员可对照量化标准，对自己的能力水平、业绩贡献等有一个定量的判断，以数据的形式表现出来，就像参加体育竞赛选手一样，既能在公开的比较中看到自己的成绩、差距及所处位次，又能明确今后的努力方向，做到心中有方向，努力有目标。量化评价体系既注重申报人的基本素质，又注重业务能力和工作业绩，既注重服务生产，又注重科研创新，虽然量化结果是一组无声的数字，也达到了肯定优秀、激励中间、鞭策后进的作用，调动了工作积极性，对于培养优秀的专业技术人才，提高工程技术人员队伍整体素质，具有积极的引导作用。

图6 带有双段输入匹配网络和输出匹配网络的功率放大器

图7是双段输入匹配网络的原理图。通过以下过程获得输入匹配网络的输入阻抗Zinput。

图7 双段输入匹配网络

利用式(1)能够计算出阻抗Zx:

(1)

式中:Zsource表示在2.6 GHz频率条件下晶体管的最佳源阻抗。因此,获得的输入阻抗Zinput如下所示:

(2)

为了获得最佳设计,输入阻抗(Zinput)必须等于Z0。在式(2)中,通过使Zinput等于Z0,获得的Zx如下所示:

(3)

参考文献:

命题3：集中决策的最优总利润Πc∗、最优服务水平和最优零售价均随着θ的增大而增大，随着k的增大而减小。

(4)

[4] 黄亮,何全,章国豪. 一种改善LTE应用功率放大器性能的设计[J]. 电子技术应用,2016,42(10):47-50.

Zin1[Z0-jZin1tan(θin1)][Zin2+jZsourcetan(θin2)]= Zin2[Zsource+jZin2tan(θin2)][Zin1-jZ0tan(θin1)]

(5)

式(5)的虚部为:

在埃里斯塔的郊区耸立着一座1996年为纪念1943—1957年卡尔梅克族被举族流放西伯利亚而建的被巨型纪念碑。熟悉卡尔梅克历史的人都知道，这是纪念发生在二战期间对卡尔梅克人一次极不公正的、可以称之为政治迫害事件。

Z0Zin1Zsourcetan(θin2)+Z0Zin2Zsourcetan(θin1)=

(6)

式(5)的实部为:

(7)

采用类似方法之后,获得如下双段线的输出阻抗Zoutput,如图8所示。

三是需求导向的体制机制欠缺。一些企业受到“行政化价值观”和 “官本位、唯上意志”体制机制影响，以 “上头决策”代替 “一线观察”，以“行政指令”代替 “市场选择”，不能根据市场需求做出正确反应和科学决策。国企、民企都存在类似问题，如在体制机制上缺乏让一线人员参与决策的机制，在生产调整升级过程中存在一定的盲目性，过度依靠领导的 “过气经验”，不敢启用、重用新人和年轻一线工人参与重大创新试验。重短期、轻长期，对彻底投入 “新技术、新产业、新业态、新模式”缺乏决心和耐心，新旧动能转换滞后。深圳新兴产业占GDP比重已超过40%，大连还不到20%。

图8 双段输出匹配网络

利用式(8)能够计算出阻抗Zy:

(8)

式中:ZLoad表示在频率为2.6 GHz的条件下晶体管的最佳负载阻抗。因此,获得的输出阻抗Zoutput如下所示:

(9)

采用类似输入部分的方法之后,获得下列虚部和实部公式:

Z0Zout1RLtan(θout2)+Z0Zout2RLtan(θout1)=

(10)

(11)

为了功率放大器输入匹配短截线数值,假设式(6)和式(7)中的归一化数值Z0=1 Ω,Zsource=0.28 Ω,为了进一步简化,假设θin1=θin2=θin。

通过式(6)可获得式(12):

提取BIF特征的方法借鉴于E Meyers提出的改进的BIF，只使用BIF的前两层S1和C1层，最后把C1层的输出整合为一个向量作为特征向量。表1是S1层Gabor滤波和C1层池化的参数，该参数表与E Meyers[18]和T Serre[19]使用的相同。

(Zin1+Zin2)(Zin1Zin2-0.28)=0

通过式(7)可获得下列公式:

0.72Zin2+0.28Zin1[tan(θin)]2-Zin2[tan(θin)]2

通过以上2个公式,可获得式(12):

(12)

在各种θin数值条件下,可以根据式(12)计算得出Zin2数值。假设θin=130 °,因此,Zin2=0.682×50=34.1 Ω,然后,Zin1=0.41×50=20.5 Ω。

同样,为了找到带有双节匹配网络的功率放大器输出匹配短截线数值,假设式(10)和式(11)中的归一化数值Z0=1 Ω,ZLoad=0.37 Ω,为了进一步简化,假设θout1=θout2=θout。

通过式(10)可获得式(13):

(Zout1+Zout2)(Zout1Zout2-0.37)=0

(13)

通过式(11)可获得式(14):

0.63Zout2+0.37Zout1(tanθtan)2-Zout2(tanθtan)2=0

(14)

[1] 赵丽丽. 高效功率放大器温度可靠性研究[J]. 天津理工大学学报,2016,32(4):29-33.

(15)

在各种θout数值条件下,可以根据式(15)计算得出Zout2数值。短截线的参数数值为:Zin1=32.4 Ω,θin1=87°,Zin2=8.3 Ω,θin2=23°,Zout1=33.84 Ω,θout1=88 °,Zout2=8.4 Ω,θout2=22°。

3 测量结果

依托离网型户用小型风力发电机，在所配置蓄电池的基础上调节供需容量，采用直流变交流的逆变器，配备市场上供应的通用水泵(多为潜水泵)而组成的系统，这种提水方式称之为风力发电提水。其通过风轮将风能转化为电能，直接或储存在蓄电池中带动水泵的提水设备，可简称为风电提水。虽然其能量来自于风能，因其提水动力还是通过电能提供，与风力提水有本质区别。

图9 集成低通滤波器的功率放大器实物图

如图5和图10所示,传统功率放大器的尺寸约为2070 mm2(115 mm×18 mm),而本文提出的功率放大器尺寸约为1530 mm2(85 mm×18 mm)。显而易见,后者的尺寸是前者的74%,这表明在本文提出的功率放大器设计中尺寸减少了26%,并且相较于前者,后者的性能更佳。

图10是本文提出功率放大器的实测和模拟散射参数曲线。如图10所示,在工作频率为2.6 GHz的条件下,信号增益较小即16 dB。通带的实测反射系数低于-10 dB。本文提出的功率放大器抑制了2次到5次的谐波,衰减程度较大。实测结果表明,2次、3次、4次和5次谐波的插入损耗分别高于71 dB、66 dB、52 dB和56 dB。

图10 本文提出的功率放大器的实测和仿真s参数

图11和图12分别是利用低通滤波器和传统匹配方法实现的放大器电路实测结果。

公共节能属于一种公共机构节能，具体而言，是由政府部门提供必要的节能降耗发展资金，组织相关公共服务单位实行各项节能降耗工作。为了快速有效地实现既定公共节能目标，提升能源计量方法的利用效率，并保证其发挥应有的检测作用，社会公共机构必须做到模范带头工作。2008年7月，我国政府部门出台了一项关于能源计量的公共节能法律法规《公共机构节能条例》，并在该法律法规中明确指出，要有效地实现公共节能，必须不断提升用能管理水平，以此保证每项能源得到最大限度的利用。由此可以看出，公共节能在本质上既属于管理节能又属于技术节能。

图11为2.6 GHz的条件下的实测和模拟功率附加效率。如图所示,当输入功率为23 dBm时,最大PAE为51%,这表明相较于传统功率放大器,本文提出功率放大器的功率附加效率提升了6%。图12为在频率2.6 GHz的条件下,提出功率放大功率的增益结果,相应的小信号增益约为16 dB。

图11 在频率为2.6 GHz的条件下,功率放大器的实测和仿真功率附加效率

图12 输入频率2.6 GHz功率放大的增益

表1是本文提出的功率放大器与传统功率放大器性能对比。结果表明,相较于其他功率放大器,本文提出的功率放大器不仅减小了尺寸,而且谐波抑制效果更好,且功率附加效率较高。

表1 提出功率放大器与传统功率放大器的性能比较

结构PAE/%尺寸谐波抑制/dB2次3次4次5次本文LPF53．5-25%71665256文献[13]BPF46．3-21%35———文献[11]BPF+OMN61．6——30——文献[12]BPF+OMN61．4—331520

4 结论

本文提出了一种新型具有n次谐波抑制功能的紧凑型功率放大器,适用于4G LTE通信系统。该功率放大器集成了一个低通滤波器,性能优良,如:过渡带较陡,通带插入损耗较低。在本文提出的功率放大器中,低通滤波器用于抑制谐波和输出阻抗变换网络,能够抑制2次到5次谐波,衰减程度较大。本文提出的方法无需传统输出匹配网络,从而尺寸减少了25%,为85 mm×18 mm。实验结果表明,仿真结果和实测结果比较吻合,非常适合应用于4G LTE通信系统。

通过使式(1)等于式(3):

通过式(13)和式(14)可获得式(15):

教师或楼管员到达系统图像识别区域时，高清摄像头会对其面部进行图像拍摄，图片将会被传输到系统内部，并对其进行人脸检测与识别。系统集成云日志、RFID双层验证、手机管理认证等一系列安全保障机制，以进一步加强系统的安全性。图2为人脸识别工作原理图。

[2] 徐啸涛,金文兵,陈璐. LTE系统中基站内切换测试的自动化实现方案[J]. 电子器件,2014,27(1):92-96.

图9是在RT/Duroid 5880基片(介电常数=2.2,厚度0.508 mm,介质损耗为0.000 9)上制作的功率放大器。利用HP8757A网络分析仪对s参数进行了测量。

[3] 王坤,程新红,王林军,等. 0.13 μm CMOS Stacked-FET两级功率放大器设计[J]. 半导体技术,2016(2):102-106.

通过式(4)可获得下列公式:

[5] 阮颖,朱武,张书霖,等. 下一代移动通信LTE中功率放大器芯片设计[J]. 半导体技术,2012(9):17-21.

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[12] Wang Z,Park C W. Novel Substrate Integrated Waveguide(SIW)-Based Power Amplifier Using SIW-Based Filter to Suppress up to the Fourth Harmonic[C]//Microwave Conference Proceedings. 2012:830-832.

通过(2)、(3)式我们可以推知金融开放如何通过金融发展对经济增长产生作用。依据中介效应模型，需要进一步确定自变量X与中介变量M之间存在显著的相关关系，即验证研究假设4，从而完整地验证金融发展是金融开放对经济增长的影响渠道。尽管理论上对金融发展的决定因素并没有一个清晰的解释，本文根据Klein 和Olivei的实证研究并考虑数据的可获得性，提出回归模型(4)：

[13] Li Y C,Wu K C,Xue Q. Power Amplifier Integrated with Bandpass Filter for Long Term Evolution Application[J]. IEEE Microwave and Wireless Components Letters,2013,23(8):424-426.

教科书的知识分为概念型和过程型两类。这两类的要求不一样。概念型需加以记忆，而对过程型的展开、变化、条件、场所等内容，需分析其本质及规律。经过几次的演示性暗示，学生在解题往往采取教师的方法。例如，教师将光合作用和呼吸作用的物质能量变化的过程性问题转变成一个叶肉细胞中的二氧化碳和氧气在不同阳光强度下的来龙去脉的暗示分析。

[14] Mohsen Hayati,Sobhan Roshani,Saeed Roshani,et al. A Novel Miniaturized Wilkinson Power Divider with,n th Harmonic Suppression[J]. Journal of Electromagnetic Waves and Applications,2013,27(6):726-735.

卢勇威(1971-),男,壮族,广西南宁人,研究生,副教授,主要研究方向为智能控制技术,luyongwei530@163.com。

三季报中，公司还对全年业绩做了预测。基于当前公司主营产品市场行情，至下一报告期末，在市场行情不出现较大波动的情况下，预计2018年度实现归属于上市公司股东的净利润为23600万元至27600万元，基本每股收益0.3990元至0.4666元。