Tunable Ferroelectric Matching Networks Implemented Into High Power RF Amplifiers for High Dynamic and Wideband Efficiency

In dieser interdisziplinären Arbeit werden die dielektrischen Eigenschaften von kontinuierlich steuerbaren ferroelektrischen Materialien hinsichtlich ihrer Eigenschaften im Hochleistungsbetrieb untersucht. Die dabei durchgeführten Untersuchungen reichen von der Materialebene, über die Modellierung der Komponenten bis hin zur Synthese von steuerbaren Hochfrequenzschaltungen. Ein CAD-Ansatz zur Modellierung steuerbarer Kompositkeramiken wird vorgestellt. In dem vorgeschlagenen Modell werden zusätzliche Freiheitsgrade eingeführt, wodurch eine, im Vergleich zu bereits etablierten Methoden, akkuratere Beschreibung von zweiphasigen Kompositmaterialien gezeigt wird. Erste systematische Untersuchungen von steuerbaren, auf Ferroelektrika basierten, Parallelplatenkondensatoren und uniplanaren Interdigitalkondensatoren IDCs für Hochleistungsanwendungen werden dargelegt. Design-Leitfäden werden für den Entwurf im Hochleistungsbetrieb aufgezeigt. Die untersuchten Komponenten werden als Teil eines kompakten, steuerbaren Anpassnetzwerks zusammen mit einem GaN HEM Transistor implementiert. Der somit steuerbare Verstärker wird hinsichtlich seiner Eigenschaften eingehend charakterisiert.