微波功率放大器的仿真设计本科论文
新型微波功率放大器的设计与制造
新型微波功率放大器的设计与制造近年来随着无线通信技术的飞速发展，微波功率放大器也逐步成为了无线通信技术中重要的组成部分。
微波功率放大器作为信号的放大器，同时也是信号在系统中的重要传输节点，其在无线通信系统中的重要性不言自明。
然而，传统微波功率放大器的设计及制造难度较大，成本较高，效率与稳定性也存在一定的问题。
因此，研究新型微波功率放大器的设计与制造，已成为当前无线通信技术领域的研究热点之一。
一、新型微波功率放大器的种类及性能特点新型微波功率放大器种类繁多，其中主要有以下几种：1.常规微波功率放大器：由于其结构简单，制造成本低廉的特点，已广泛应用于无线通信技术领域。
但是，常规微波功率放大器的效率与线性度较低，噪声较大。
2.增益扁平化微波功率放大器：为了解决传统微波功率放大器在系统应用中出现增益失真问题，研究人员在实验中对传统微波功率放大器进行了改进，成功地提高了微波功率放大器的增益扁平度。
3.非晶合金微波功率放大器：非晶合金材料具有低比惯性和较高的电导率等特点，因此非晶合金微波功率放大器在频率带宽和线性度等方面具有优异的性能。
4.开关放大器：开关放大器的构造简单，成本低廉，且具有开关速度快、抗热能力强等优点，因此在现实应用中广泛受到青睐。
新型微波功率放大器与传统微波功率放大器相比，具有以下特点：1.高频率稳定性：新型微波功率放大器使用的电路元器件具有很好的高频性能，使其在高频率稳定性方面表现更加优异。
2.宽带特性：新型微波功率放大器具有更宽广的频带，可以满足高速数据传输的要求。
3.高功率密度：新型微波功率放大器在小型化方面较传统微波功率放大器表现更佳，能够在小型的空间内承受更高的功率。
二、新型微波功率放大器的设计1.微波功率放大器设计流程微波功率放大器的设计流程一般包括以下几步：1）需求分析：确定应用场景，明确功率、频率、线性度、噪声等设计参数。
2）电路仿真：通过计算机辅助的仿真软件对微波功率放大器进行电路仿真分析，确定合理的电路组合。
《2024年基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》范文
《基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，射频功率放大器（RF Power Amplifier, RPA）在通信系统中扮演着至关重要的角色。
射频功率放大器负责将低功率信号放大至适合传输的功率水平，从而保证通信的质量和稳定性。
为了设计一款性能优异的射频功率放大器，并确保其在实际应用中具有良好的效果，基于ADS（Advanced Design System）的射频功率放大器设计与仿真变得尤为重要。
本文旨在详细阐述基于ADS的射频功率放大器设计与仿真的全过程，并通过具体的案例来验证设计的有效性和准确性。
二、设计需求及理论基础在开始设计之前，首先需要明确射频功率放大器的设计需求，包括工作频率、增益、输出功率、效率以及线性度等。
接着，了解射频功率放大器的基本工作原理及主要类型，如场效应管（FET）和双极晶体管（BJT）等。
根据需求选择合适的类型和拓扑结构，如Doherty结构、多级级联等。
同时，还需要掌握ADS 软件的使用方法和设计流程。
三、基于ADS的设计过程1. 原理图设计在ADS中创建新的原理图设计项目，并绘制出相应的电路图。
根据需求和理论基础，合理布局元件，包括滤波器、耦合器、输入输出电路等。
注意确保电路的稳定性和可靠性。
2. 参数设置与仿真根据设计需求，设置电路的仿真参数，如电源电压、工作频率等。
然后进行仿真分析，包括小信号S参数仿真、大信号仿真等。
通过仿真结果来验证设计的可行性和性能指标是否满足要求。
3. 优化与调整根据仿真结果，对电路进行优化和调整。
这包括对元件参数的微调、电路拓扑的改进等。
反复进行仿真和优化，直至达到预期的性能指标。
四、仿真结果与分析1. 仿真结果展示将优化后的设计进行仿真，得到射频功率放大器的各项性能指标。
包括增益、输出功率、效率、线性度等。
通过图表和曲线来展示仿真结果。
2. 结果分析对仿真结果进行分析和评估。
首先，对比实际需求与设计目标，检查各项性能指标是否满足要求。
大学毕业论文设计微波晶体管放大器设计
微波晶体管放大器设计导师：学生：1.引言随着通信技术特别是无线通信技术的飞速发展，人们对于无线通信终端的要求进一步提高，作为承担天线感应下来的微弱信号放大任务的低噪声放大器也必须进一步的适应通信信号对其的要求。
通信信号本身就是高频载波信号，这就要求低噪声放大器能够在高频情况下工作。
由于硅器件的截止频率f T 为50GHz 的理论极限已在日趋接近。
在这种情况下，由于三~五族化合物半导体GaAs 的电子迁移率比硅高出5倍，目前的戒指频率f T 已经超过了100GHz ，集成化技术也取得很大进展，但是GaAs 材料具有明显的缺点：价格贵它的晶片制造工艺复杂，难度大，机械强度不好，容易碎片；热导率低，只有硅材料的1/3。
更主要的是GaAs 工艺与硅平面工艺不能兼容。
使得现有的无法继续使用，如更换器材成本太大。
所以这些缺点很大程度上影响了GaAs 器件及其集成电路技术的发展。
在本世纪80年代，在硅片上外延生长出了高质量的SiGe 应变材料，人们利用“能带工程”理论成功地研制出Si 1-x Ge x 基区的双极性异质结晶体管，由于Si 1-x Ge x 应变材料，电子迁移率高，其禁带宽度可通过Ge 组分变化调节的优点，显示出独特的有价值的物理性质。
在高频、高速、光电、低温等器件及集成电路应用方面有非常重要的意义。
2.国内外SiGe 技术的研发现状早在20世纪50年代中期，Kroemer 就提出异质结器件的原理和概念。
由于Si 和Ge 晶格失配达4％，SiGe 材料的制备有很大难度。
直到80年代，异质结技术才有明显发展。
早期在Si 衬底上生长SiGe 外延层的研究主要采用MBE 方法。
1975年，Kasper等人发表了关于在Si衬底上MBE生长Si/Ge超晶格的文章，对SiGe生长中由于晶格失陪引起的位错以及位错对电学和光学性能的影响进行了许多研究，生长出全应变，低缺陷密度的高质量SiGe/Si异质结材料。
随后各种SiGe/Si异质结期间相继研制成功，如：SiGe HBT，应变SiGe沟道的P-MosFET和超过200GHz，2GHz下，驰豫SiGe/Si应变电子沟道N-MosFET。
微波超线性功率放大器的设计
2007年全国微波毫米波会议论文集1248微波超线性功率放大器的设计张娟，延波，陈睿电子科技大学电子工程学院，成都（610054）摘要：本文设计并仿真了应用于W-CDMA基站的25W的超线性功率放大器，将前馈技术应用于对功率放大器进行线性化，结果表明此前馈功放输出能达到43.9dBm，约有50dB的高增益以及－71.5dBc的三阶交调系数。
在主功率放大器输出功率和增益基本不变的前提下，其三阶交调系数提高了47dB，线性度得到很大的改善。
关键词：W-CDMA，超线性，功率放大器，前馈Design of Microwave Ultra-Linear PowerAmplifierJuan Zhang，Bo Yan，Rui ChenSchool of Electronic Engineering, UESTC, Chengdu（610054）Abstract: In this paper, a 25 watt ultra-linear power amplifier using feedforward technique operating in the W-CDMA base-station has been developed. The simulation result shows that high output power level over 43.9dBm, high gain over 50dB and high linearity have been achieved. Its measured third-order intermodulation distortion (IMD) is -71.5dBc, which is 47dB greater than there is no linearization technique. It proves the foundation of the theories and a reference price of the project for getting a greater IMD. Keywords: W-CDMA, ultra-linearity, power amplifier, feedforward1 引言近年来，无线通信事业在全世界范围内蓬勃发展，无线通信设备的用户，特别是无线手机用户迅速增长。
微波放大器研制毕业设计
第一章引言随着半导体技术的迅速发展, 微波晶体管放大器在提高工作频率和增大输出功率等方面都取得了很大的进展。
但随着晶体管工作频率和输出功率的提高, 其输入和输出阻抗实部会非常低,并具有相当的电抗,在实际应用中, 这些低阻抗需要与系统特性阻抗(一般为50)相匹配, 并有足够的带宽。
微波放大器近年来已广泛应用于雷达、电子对抗、广播电视等领域，它具有体积小、重量轻、耗电少、可靠性高、相位特性好的优点，且一般都在50欧姆的微带线上进行调试因此, 在源和负载之间需要设计和制作一个宽带、高匹配的无源网络,使晶体管的实部得以提高,虚部尽量减小,这样既可减小输入端的反射功率,又能增大器件的输出功率,这样不仅提高了功率增益和集电极效率,也增加了功率管在整个频带内的稳定性,充分发挥微波功率晶体管的性能,这种无源网络被称为微波匹配电路。
1.1微波晶体管放大器的发展微波放大器通常是随着放大器件的生产和工艺技术的改进而发展的。
微波晶体管放大器也是如此。
它随着微波晶体管的生产和工艺技术的发展而发展，40年代末期，世界上第一只半导体三极管问世，由于其体积小，重量轻，省电等优点，受到极大的重视。
并迅速发展成为固体电子器件的一个重要分支。
到60年代中期，由于平面外延工艺的发展，双极晶体管的工作频率跨进了微波频段，出现了微波双极性晶体管（BJI）及其相应的放大器。
早在1952年，W.肖克来就提出了场效应晶体管(FET)，但是由于当时工艺技术条件限制，这种管子还未发展成为实用固件器件。
直到60年代中期，随着半导体材料和工艺的迅速发展，FET 不但很快成为实用的固体器件，而且紧跟着在双极晶体管之后迅速进入微波频段，出现了微波及其相应的放大器。
微波双极性晶体管及微波并驾齐驱，是微波晶体管放大器的发展日新月异。
60年代中期微波晶体放大器出现后，由于其频带宽，稳定性好，省电，简单的特点，并且其噪声性能也不差，因而很快取代了之前的。
随着工作频率的提高和噪声性能的改善，到了60年代晚期，微波晶体管放大器开始取代了L和S波段的低噪声行波管放大器。
X波段GaN基微波功率放大器的设计
X波段GaN基微波功率放大器的设计魏涛【期刊名称】《物联网技术》【年(卷),期】2012(002)005【摘要】An X-band GaN power amplifier is developed. Bias networks, matching networks and stability networks are discussed, and power synthesis of six GaN HEMTs is conducted. By biasing the amplifier at VGS=-3.2 V, VDS=6 V and IDS=200 mA, the developed power amplifier has 20.380 dB maximum linear gain and has exhibited 35.268 dBm（about 3.36 W） power out at 8 GHz.%给出了一种X波段GaN基功率放大器的设计方法。
研究了相关的偏置电路、匹配网络以及稳定性网络，实现了6个GaN HEMT 器件的功率合成。
该方法在偏置VGS=3．2V，VDS=6V，IDS=200mA，频率为8GHz时，可以仿真得到的放大器增益为20．380dB，饱和输出功率可以达到35．268dBm（约为3．36W）。
【总页数】3页(P61-63)【作者】魏涛【作者单位】电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN721【相关文献】1.宽带GaN HEMT推挽微波功率放大器 [J],2.基于GaN管芯的X波段宽带功率放大器设计 [J], 张瑞;安士全3.基于AlGaN/GaN HEMT的X波段内匹配功率合成放大器的设计 [J], 曾轩;陈晓娟;刘果果;袁婷婷;陈中子;张辉;王亮;李诚瞻;庞磊;刘新宇;刘键4.X波段100W GaN功率放大器的设计及应用 [J], 肖运春;朱险峰;于广浩5.X波段GaN高效率连续B类功率放大器芯片设计 [J], 金晨;陈伟;王志宇;郁发新因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《2024年基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》范文
《基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》篇一一、引言射频功率放大器（RF Power Amplifier，简称RPA）是无线通信系统中的关键部件，广泛应用于手机、电视、卫星通信等无线通信领域。
因此，设计和仿真射频功率放大器是无线通信技术领域的重要研究内容。
本文将介绍基于ADS（Advanced Design System）的射频功率放大器设计与仿真过程，以期为相关研究提供参考。
二、设计目标与要求在设计射频功率放大器时，需要明确设计目标与要求。
首先，根据应用场景和系统需求，确定射频功率放大器的频段、输出功率、增益、效率等关键指标。
其次，考虑到射频功率放大器的工作环境，需要具备良好的稳定性和可靠性。
最后，在满足性能要求的前提下，还需考虑成本、体积等因素。
三、ADS软件介绍ADS是一款功能强大的电子设计自动化软件，广泛应用于射频、微波和毫米波电路的设计与仿真。
在射频功率放大器的设计与仿真过程中，ADS提供了丰富的电路元件模型、仿真算法和优化工具，可有效提高设计效率和仿真精度。
四、射频功率放大器设计与仿真1. 电路拓扑结构设计根据设计要求，选择合适的电路拓扑结构。
常见的射频功率放大器电路拓扑结构包括共源极、共栅极、推挽式等。
在ADS中，可以建立相应的电路模型，对不同拓扑结构进行仿真与比较，以确定最优的电路拓扑结构。
2. 元件参数选择与优化在确定了电路拓扑结构后，需要选择合适的元件参数。
这些参数包括晶体管、电容、电感、电阻等元件的数值。
在ADS中，可以通过仿真实验，对元件参数进行优化，以获得最佳的电路性能。
3. 仿真与分析利用ADS的仿真功能，对设计的射频功率放大器进行仿真与分析。
通过观察仿真结果，分析电路的性能指标，如增益、输出功率、效率、稳定性等。
根据仿真结果，对电路进行进一步的优化和调整。
五、实验结果与讨论在完成射频功率放大器的设计与仿真后，需要进行实验验证。
通过实际测试，对比仿真结果与实验结果，分析误差原因。
《2024年基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》范文
《基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》篇一一、引言随着无线通信技术的不断发展，射频功率放大器（RF Power Amplifier, RFPA）作为无线通信系统中的关键部件，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，设计一款高性能的射频功率放大器具有重要意义。
本文将介绍基于先进设计系统（Advanced Design System, ADS）的射频功率放大器设计与仿真的全过程。
二、射频功率放大器基本原理射频功率放大器是一种将低频信号调制为高频信号并进行放大的电子设备。
其基本原理是通过外部电源供电，使输入信号在器件内部产生谐振并实现放大。
射频功率放大器的性能指标主要包括增益、输出功率、效率、线性度等。
三、ADS软件介绍ADS是一款功能强大的电子设计自动化软件，广泛应用于射频、微波电路的设计与仿真。
ADS提供了丰富的电路元件库、精确的仿真算法以及友好的操作界面，使得设计师能够快速、准确地完成电路设计与仿真。
四、射频功率放大器设计1. 确定设计指标：根据系统需求，确定射频功率放大器的增益、输出功率、效率、线性度等指标。
2. 选择器件：根据设计指标，选择合适的晶体管、电容、电感等器件。
3. 电路拓扑设计：根据器件特性，设计合理的电路拓扑结构，包括输入匹配网络、输出匹配网络、偏置电路等。
4. 仿真分析：利用ADS软件进行电路仿真，分析电路性能，包括增益、输出功率、效率、线性度等。
五、仿真结果与分析1. 增益仿真：通过仿真得到射频功率放大器的增益曲线，分析其频率特性及在不同频率下的增益变化情况。
2. 输出功率仿真：通过仿真得到射频功率放大器的输出功率曲线，分析其输出功率与效率的关系。
3. 效率仿真：通过仿真得到射频功率放大器的效率曲线，分析其在不同输出功率下的效率变化情况。
4. 线性度仿真：通过仿真分析射频功率放大器的线性度，包括谐波失真、交调失真等。
六、优化与改进根据仿真结果，对电路进行优化与改进，包括调整器件参数、改进电路拓扑结构等，以提高射频功率放大器的性能。
微波通讯中的功率放大器设计与效率提升研究
微波通讯中的功率放大器设计与效率提升研究摘要：微波通信系统的快速发展，功率放大器的设计和效率提升成为研究的重点。
本论文针对微波通信中功率放大器的设计和效率进行了深入研究。
通过综合分析现有功率放大器的不足之处，并引入新的设计理念和方法，以提高功率放大器的工作效率。
同时，我们还对现有功率放大器进行性能测试和优化，通过改进电路结构和优化参数设置进一步提高功率放大器的效率。
实验结果表明，我们所提出的设计方案在功率放大器的效率上表现出明显的改善，能够满足微波通信系统对高效能功率放大器的需求。
关键词：微波通信系统；功率放大器设计；效率提升引言随着微波通信系统的快速发展，功率放大器在其中起着关键作用。
然而，现有功率放大器在效率方面存在不足。
本论文旨在研究微波通信中功率放大器的设计和效率提升方法。
通过综合分析现有不足，并引入新的设计理念和方法，我们的目标是提高功率放大器的工作效率。
通过实验测试和优化改进电路结构、参数设置，我们将评估所提出设计方案对功率放大器效率的改善程度。
这项研究对提升微波通信系统性能，满足高效能功率放大器需求具有重要意义。
1.微波通信中功率放大器的常见设计方法和现有不足之处微波通信中功率放大器的常见设计方法包括直流偏置电流设置、负载匹配技术和滚降衰减控制等。
然而，目前存在一些不足之处。
传统设计方法在高频带宽下效果有限，导致功率放大器的效率难以提升。
功率放大器在线性度和能效之间存在平衡问题，即增加线性度容易导致效率下降。
温度漂移和可靠性方面的考虑也是设计过程中的挑战。
现有功率放大器缺乏自适应调整和多模态操作能力，在应对复杂通信需求时存在局限性。
因此，改进功率放大器设计方法、提高效率并解决线性度和能效平衡问题是当前研究的重要方向。
2.功率放大器设计与效率提升2.1新的设计理念和方法的引入为了克服传统功率放大器设计的限制，我们引入了新的设计理念和方法。
我们采用了宽带匹配网络和优化的功率分配策略，以提高频带内的功率放大器效率。
基于ADS微波功率放大器设计与仿真
本文通过 设计一个 应用在 ＷＣ Ｍ Ｄ Ａ基站 中的末级 功率放 大
器 ， Ａ Ｓ环境 下演 示 了如 何利 用负 载牵 引和 源牵 引相结 在 Ｄ 合方法 ， 在功率放大器输入输出匹配 网络 的设 计过程 中去解 决功率放大器 的这个 设计 难点 。并对 设计完 成 的功 率放
（ ｃｏｌ ｆ ｌｃ ｃ ｎ ｆｒ ａ ｏ ｎｉｅｒ ｇ ｉｏｉｇ ｅｈ ｉ ｌ ｎ ｅｓｙ ｕｕａ ｉ ｎｎ ２ １５ Ｃ ｉ ） Ｓｈｏ ｏ Ｅｅｔ ｓａｄＩ ｏｍ ｔ ｎＥ ｇ ｅ ｎ ，Ｌａｎｎ ｃ ｎ ａ Ｕ ｉ ｒｉ ，Ｈ ｌｄｏＬ ｏ ｉ １５０ ， ｈｎ ｉ ｒ ｎ ｉ ｎ ｉ Ｔ ｃ ｖ ｔ ａ ｇ ａ
路。从仿真结果可 以得出 Ｐ Ａ的输出功率和效率都满 足设计要求 ， 证明方法能够很好地解决输 出功率和效率的折中问题 ， 对 Ｐ Ａ的设计 有着重要 的参考价值 。 关键词 ： 功率放大器 ； 输出功率 ； 功率附加效率 ； 驻波 比
中 图分 类 号 ：Ｎ ２ Ｔ ７２ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
ａ ｃ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｅ ｓ ｅ ｉ ｅ Ａ ，Ｓ ｉ ｔ ｏ ａ ｏ ｖ ｈｓ ｐ ｏ ｌｍ ｃ ｅ ｔｒ ｎ ａ ｎ ｉ ｏｔ ｔ ｅｅ — ｎ ｅｒｑ ｉ ｅ ｎ ｆｔ ｐ ｃｆ ｄ Ｐ ｈ ｉ Ｏｔ ｓｍｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｓ ｌｅ ｔ ｉ ｒ ｂｅ ｍｕ ｈ ｂ ｔ ，ａ ｄ ｈ ｓａ ｈ ｅ ｍｐ ｒ ｆｒ ｎ ａ ｒ
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毕业设计题目微波功率放大器的仿真设计学生姓名学号所在学院物理与电信工程学院专业班级电子1201班指导教师完成地点物电学院实验室2016 年 05 月 30 日微波功率放大器的仿真设计学生：（陕西理工学院物理与电信工程学院电子信息工程专业电子1201班级，陕西汉中 723000）指导老师：[摘要]：随着现代无线通信的发展，微波功率放大器已成为微波通信设备的重要部件，它的性能优劣在很大程度上影响着通信质量，在整个无线通信系统中是非常重要的一环，因为他的输出功率决定了通信距离的长短，其效率决定了电池的消耗程度及使用时间。
因此，对微波功率放大器的研究和设计越来越受关注。
本文分析了微波功率放大器的基本原理，运用负载牵引原理找出功率放大器最大输出功率时的最佳外部负载阻抗，运用Smith圆图建立输入匹配电路和输出匹配电路，将理想传输线转化为实际微带线，进行优化调谐，最后设计出大信号微波功率放大器。
利用ADS仿真软件对设计结果进行仿真验证，仿真结果表明所设计的微波功率放大器在0.960GHz的频率上增益达到18dB以上。
[关键字]：微波功率放大器;优化设计;ADSSimulation design of microwave power amplifiern(Grade 12,Class 1,Major electronics and information engineering ，Electronics and information engineering Dept.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong，723000，Shaanxi)Tutor: JeAbstract:With the development of modern wireless communications, microwave power amplifier has become an important part of microwave communication equipment, the merits of its performance largely affects the communication quality. It is a very important part of the entire wireless communication system, because it determines the length of the output power of the communication distance, which determines the efficiency of the battery level of consumption and the use of time. Therefore, the microwave power amplifier research and design more and more concerned. This paper analyzes the basic principle of microwave power amplifier, using load pull to find the best principles of external load impedance amplifier maximum output power, establish input matching circuit and an output matching circuit with Smith Chart,make the ideal transmission line into actual microstrip line, and tuning optimization. Finally,design the large-signal microwave power amplifier. Verify the result of design simulation with ADS simulation software, the microwave power amplifier design simulation results show that the frequency of 0.960GHz gain of 18dB or more.Key word:microwave power amplifier；optimization design；ADS目录1引言 (1)2微波功率放大器的非线性特性 (2)2.1单级功率放大器的非线性分析 (2)2.2微波功率放大器线性化技术 (5)2.2.1反馈技术 (5)2.2.2前馈技术 (5)2.2.3预失真技术 (5)3微波放大器的基本原理 (6)3.1微波功率放大器的增益 (6)3.2 微波晶体管放大器的稳定性 (8)4 使用ADS软件进行微波功率放大器的设计与仿真 (9)4.1微波功率放大器的设计步骤及参数 (9)4.2直流扫描 (9)4.2.1 插入扫描模板 (9)4.2.2放入飞思卡尔元器件模型 (10)4.2.3扫描参数设置 (11)4.2.4仿真并显示数据 (12)4.3稳定性分析 (13)4.3.1 原理图的建立 (13)4.3.2稳定性分析 (15)4.4 Load - Pull (15)4.4.1插入Load - Pull模板 (15)4.4.2确定Load - Pull的负载阻抗 (16)4.5 Source - Pull (17)4.5.1插入Source - Pull (17)4.6 Smith圆图匹配 (19)4.6.1 输出匹配电路的建立 (19)4.6.2输出匹配理想传输线转化微带线 (21)4.6.3输出匹配电路生成Symbol模型 (24)4.6.4输入匹配电路的建立 (24)4.6.5输入匹配电路理想传输线转化微带线 (26)4.6.6输入匹配电路生成Symbol模型 (26)4.7偏置的设计 (26)4.8原理图S参数仿真 (28)4.9原理图HB仿真 (30)4.10原理图优化调谐 (32)结束语 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录A:外文文献 (37)附录B:外文文献翻译 (42)1引言在现代微波无线通信系统中，信息传输在多载波、大容量、高速度的方向发展迅猛。
微波功率放大器在性能上较大程度的影响着通信的质量，它是无线通信设备的重要部件。
当微波功率放大器的增益减小，会引起输出功率的下降，进而引起信噪比降低，或着通信距离减小；三阶互调失真大，对时分数字通信设备而言，会产生码间串扰，增大误码率；功放泄漏还会引发自激，致使工作状态不稳定，严重时甚至会中断通信[1]。
性能优良的功率放大器，除了要进行精确合理的电路和结构设计外，还必须要有良好的生产工艺作保证。
就应用领域而言，射频功率放大器用途广泛，在通信、雷达、卫星地面站、导航、电子对抗设备中都需要它[2]。
如射频功率放大器在有源相控阵雷达中就充当着重要的角色。
射频功率放大器作为侧R组件的重要组成部分，直接决定着各项技术参数；固态发射机的制作也离不开射频功率放大器；射频功放在在电子战中也有着至关重要的作用，它可以制成有源诱饵，让飞机躲过导弹的攻击，射频功率放大器在通信系统中广泛用于小功率或低数据率终端，它的效率在很大程度上决定着[3]通话的长短和待机时长。
射频功率放大器有很多优点，它体积小、重量轻、耗电少、可靠性高、相位特性好，且一般都在50欧姆的微带线上进行调试。
总之，需要对射频信号进行功率放大的设备中都离不开射频功率放大器。
从上文中不难看出，具有较高的效率和较大的输出功率是一个好的功率放大器应该具备的基本条件。
不仅如此，它还要符合增益、宽带、以及稳定性的要求[4]。
在设计中不得不着重考虑放大过程中产生的非线性失真，这是因为功率放大器处在大信号状态。
因此，在设计功率放大器时要选择合适的功放管、正确确定工作状态、认真设计匹配网络并且选择合适的电路等。
本次毕设设计的课题就是微波功率放大器的优化和设计。
在设计前通过第二章来说明微波功率放大器的非线性特性和几种常用的线性化技术及其基本原理，接下来通过第三章说明微波功率放大器的设计原理，最后在第四章叙述了0.960GHz功率放大器的研制和设计，以及用ADS软件对其进行优化仿真。
本次PA设计参数如下频率：960MHz 输出功率：40W 输入功率：1W效率：>40% 电源电压：28V根据设计要求，选择了飞思卡尔的LDMOS功率管MRF8P9040N。
功率管MRF8P9040N的主要指标如下频率：700～1000MHz 电源电压：28V 输出功率：40W增益：19dB2 微波功率放大器的非线性特性当微波功率放大器工作在大信号情况时，其幅度和相位特性的非线性会引起信号失真，产生互调和相位噪声。
2.1单级功率放大器的非线性分析假设有一功率放大器，该放大器具有非线性，其输入、输出特性如图2-1所示。
其输出电压可以用输入电压的幂级数表示，即+++=33221i i i o e k e k e k e （2-1） wt A e i cos = （2-2） 则0e 变为（2-3）那么基波功率0P 为（nw ） （2-4）输入功率i P 为（nw ） （2-5）定义增益G 为（2-6）定义线性增益0G 为(2-7)P outP i nwtA k wt A k wt A k A k A k e 3cos 412cos 21cos )43(213322331220++++=R A k A k P 32331010243⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+=R A P i 32102⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=)43lg(20231A k k P P G i o +==10lg 20k G =图2-1 输入输出特性那么1dB 压缩点增益1G 为(2-7)利用上式可求得 (k 3<0) (2-8)把（2-1P 8）式代入（2-4）求出1dB 压缩点功率 （2-9）(2-10)则（2-1）式变成（2-11）由上式可见放大器输入、输出频谱如图2-2所示，从图2-2可以看出，非线性放大器会产生许多杂散频率，其中122121212222w w w w w w w w ++±、、、、在频带外,而122122w w w w --、在频带内，即为交调产物。
放大器线性部分的延长线与三次交调产物线性部分延长线相交点的输出功率为截断点I P ，该点是衡量放大器线性的一个参数。
如图2-3所示。
设两个三次交调产物功率和为3P ，两个基波线性输出功率和为L P ，两基波输出功率和为o P ，两基波输入功率和为i P ，则(mW) (2-12)(mW) (2-13)(mW) (2-14)R A k P 3233310)163(2⨯=R A k k A P o 3223110)89(22⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=62.0lg 103311+=k k P 时当)cos (cos 221t w t w Ae i +=[][][][]]3cos 3[cos 281)2cos()2cos(2832cos 2cos 41)2cos()2cos(283cos cos 892])cos()[cos(2121213312213321221221332123121212222t w t w A k t w w t w w A k t w t w A k t w w t w w A k t w t w A k k A t w w t w w A k A k e o ++++++++-+-++⎪⎭⎫ ⎝⎛++++-+=Rk A P L 32110)2(2⨯=101-=G G 312145.0k k A =(mW) (2-15) 令 L P P =3，得 ，代入（2-13）式则63.131+=P P I （dBm ） (2-16)由上述关系还可以导出321L I P P P = (2-17)整理（2-12）式可得 (2-18)式中)62.0(1.010+-=I o P P y (2-19)解（2-18）式得（j=0,1,2） (2-20)上式成立条件为1P P O ≤。