用ADS进行功率放大器设计及线性化半实物仿真
一种基于ADS软件的L频段150W固态放大器的设计与实现
18. 162 dB,效率356.123% ( /, ,f0,f2 分别是频段 的低端频点、中间频点、高端频点)O
先建立完整的匹配电路原理图，如图4所示。 用来仿真功放在功率输出时的功率、增益和效率 等指标。通过谐波平衡仿真的方法对电路各参数 进行优化,最大程度的追求输出功率和效率。
图4功率管匹配电路原理图
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电光系统
第1期
经过大量细致的调谐和优化，功率管输出功 率、增益和效率如图5所示。可见功率管在/, -f2 频段输出功率M52. 158 dBmW (164 W),增益M
作者简介：邵科峰（1978—）,男，高级工程师，本科，主要研究方向：功放技术。
总第167期
邵科峰：一种基于ADS软件的L频段150W固态放大器的设计与实现
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斯圆图进行阻抗匹配，再通对电路进行优化，确 定电路图。
牵引原理图，如图3所示。再进行仿真计算，选取 最佳的输入阻抗值。
3偏置电路设计
典型的射频偏置电路是由高阻抗的1/4波长 微带线实现，在1/4波长高阻微带线及供电电感 之后并接几个旁路电容，以实现良好的滤波性能, 提高稳定性。旁路电容的选值遵循三电容原则. 即高、中和低容值兼顾。偏置电路在工作频带的 中心频点为开路，而在低频段为短路，但稳定性变 差,通过在漏极偏置电路中设置接地并联电容，在 栅极接入串联限流电阻来改善偏置电路的低端稳 定性。
Amplifier Based on ADS Software SHAO Ke-feng
(The 27th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Zhengzhou 450047, China )
基于ADS低噪声放大器设计及仿真
基于ADS低噪声放大器设计及仿真ADS是一种通用的射频、微波电路、系统设计和仿真工具，可以用于设计和仿真低噪声放大器。
在设计和仿真低噪声放大器时，有几个重要的步骤需要遵循。
首先，需要选择合适的低噪声放大器结构。
常见的结构包括共源共栅结构、共源共栅共板结构等。
在选择结构时，需考虑频率范围、增益、噪声系数等参数要求。
其次，需要选择适当的放大器器件。
可以选择P摄放大器、N型放大器、电离横流晶体管（HEMT）等。
在选择器件时，需考虑器件的噪声系数、增益特性、非线性特性等。
接下来，进行电路设计。
可以利用ADS提供的电路设计工具来设计低噪声放大器的电路。
根据选择的放大器结构和器件来设计电路的拓扑结构和参数。
设计完成后，需要进行电路的仿真。
可以利用ADS提供的仿真工具来仿真电路的性能。
通过仿真可以调整电路参数，优化低噪声放大器的性能。
在进行仿真时，可以分别对放大器的增益、噪声系数和非线性特性进行仿真。
可以通过特定的测试电路来测试放大器的增益和噪声系数，并分别将测试结果与设计指标进行比较。
在进行仿真时，还可以调整放大器的输入和输出匹配网络，以优化放大器的频率响应和增益。
可以逐步调整匹配网络的参数，并进行反复的仿真和优化，直到满足设计要求。
最后，还可以进行电路的布局和布线设计。
可以利用ADS提供的布局工具来设计电路的布局和布线。
通过优化布局和布线，可以减少电路的电磁干扰和信号损耗，提高低噪声放大器的性能。
综上所述，基于ADS进行低噪声放大器的设计和仿真可以帮助工程师快速设计出满足要求的低噪声放大器，并通过仿真来测试和优化放大器的性能。
基于ADS的射频电路仿真论述
基于ADS的射频电路仿真论述摘要：通过ADS软件对其稳定性、输入/输出匹配、输出功率进行仿真，并结合设计方法给出一个中心频率为 2.6GHz 、输出功率为 6.5W 的功率放大器的设计及优化实例和仿真结果。
仿真结果表明，此方法满足设计要求，并对功放设计有着重要的参考价值。
关键词：功率放大；ADS；输出功率1 各类仿真软件的比较1.1 multisim 侧重于模拟数字电路原理特性级仿真分析,优点:在国内使用比较普遍各种资料比较多,模型制作容易获得.缺点:无MCU级仿真。
1.2 PROTEUS 相比MULTSIM则侧重于MCU,ARM,LCD,I/O处理器件的逻辑,语言等等仿真调试。
特别值得提出的是提供各种常用MCU的IDE环境联调。
优点:集成丰富的MCU,外围器件模型,提供各种IDE仿真接口。
缺点:模拟电路方面仿真比MULTISIM稍显薄弱。
1.3 ADS主要用来仿真电路（比如：微波射频电路、RFIC、通信电路），HFSS主要用来仿真器件（比如：滤波器、天线等等）；先说大的方向，如果做天线、微波无源器件等建议HFSS或CST；从仿真结果来看，HFSS是计算电硫场结果一般是可靠的，ADS是计算电路或者两维半电磁场可以参考。
从电磁场性质来看，ADS不能仿三维电磁场，适用于微波高速电路的设计，对于这种平面电路的电磁场仿真一般都是2.5维的，HFSS 适用于三维电磁场分析；从微波器件有源无源性来说，HFSS不能仿有源器件，但是ADS可以仿真有源器件。
2 基于ADS的功率放大器仿真设计2.1 电路仿真设计流程通过运用ADS2009仿真软件进行电路设计和仿真：创建电路工程文件→新建原理图文件→添加模拟控制器→设计仿真参数→按照设计要求进行电路仿真→分析仿真结果并进行电路改进→进行改良后的电路仿真→分析仿真结果→得到仿真结果。
参考文献[1](美)J.卡尔.约瑟夫著《射频路设计》，科学出版社，2007.08[2]刘长军著.《射频通信电路设计》，科学技术出版社，2005.07作者简介熊保良（1987—），男，工程师，本科，从事电力行业高压电器产品核心零部件的物资采购、供应及招投标等技术管理工作。
基于ADS的功率放大器详解
说明档写本文的目的在于如何用ADS设计大功率放大器，只是一个总结档。
所用芯片为MW6S9060N, 参考其他资料文献，并用于ADS中一步一步进行仿真。
特别说明：因为本文并不是为了设计PA，而是学习之用，文中有些部分实际中并不需要，例如偏置电压，不需要仿真，设计之后具体调节偏置电压以达到最佳IP3要求等。
线性度也是如此，因为当时就是想感受一下整个设计流程，就没调整线性度，真正设计的时候可以用功率回退10dB或者预失真技术解决线性度问题。
实际调试过程中，应该注重整体电路调整，不作描述。
文中可能会出现一些问题和错误，希望大家指正。
衷心期待各位射频设计高手指点。
联系方式：QQ：64956883E-mail: meet2005924@Topic: The Power Loadpull Technique For TheImpedanceWritten by: Gaolong SunDate: 11th Sep, 20091. IntroductionThis paper focus on a design of high power amplier in communication system. With the characteristic of high output power, high efficiency, gain, OIP3, power amplifier can be widely used in the world. This paper will use MW6S004N to show the procedure to how to design a power amplifier.2. Basic knowledge a. RF amplifier block diagram:b. Maximum available power from source () is transferred to load whenAVS P Ω==500Z Z IN c. Reflection factor: 00Z Z Z Z V V IN IN +−==Γ+−d. Voltage standing wave ratio (VSWR):||1||1||||Γ−Γ+==MIN MAX V V VSWR 11||+−=ΓVSWR VSWRe. Return loss:||log 20)(Γ−=dB RLFor one port network: )(||log 20||log 201111dB S S RL −=−=Γ−= For two port network: ||log 20||log 201111S RL −=Γ−= ||log 20||log 202222S RL −=Γ−= f. Mismatch loss:Mismatch factor:2||1Γ−=M Mismatch loss: )||1log(10)log(102Γ−−=−=M ML g. Gain:)()/log(10)(21dB S P P dB G in out == h. Noise figure:)]//()/log[(10)(o o i i N S N S dB NF = i. Power out at 1dB compression point: dB P 11)()()(1−=−dB G dBm P dBm P out in dB j. Efficiency:Collector efficiency: DCDC outDC out C I V P P P ==η Power added efficiency: DCinout PAE P P P −=η Total efficiency: inDC outT P P P +=ηk. Distortion: Harmonic DistortionAM to PM conversion Intermodulation distortion OIP33.DC biasWe design the circuit with high output power and high efficiency. So before we begin the design, it is necessary to let the transistor work at an appropriate position which is called quiescent operating point.The schematic diagram:Thus, DC bias simulation is shown:4.Stabilitya. Unconditionally stable:For passive matching networks: S Γ<1 and L Γ<1 Unconditionally stability: ||=|+IN Γ11S LL S S S Γ−Γ2212211|<1||=|+OUT Γ22S SS S S S Γ−Γ1112211|<1b. Potentially unstable: For certain cause that L Z ||=|+IN Γ11S L L S S S Γ−Γ2212211|>1||=|+OUT Γ22S SS S S S Γ−Γ1112211|>1c. Output Stability Circles on -Plane L ΓLet ||=|+IN Γ11S LL S S S Γ−Γ2212211|=1, so | |IN Γ-|=, we call this as output stability circle.L C L r The centre of a circle: 2222**1122||||)(Δ−Δ−=S S S C L , Radius: 222222112||||||Δ−=S S S r L Where 21122211S S S S −=ΔThus, we obtain output stability circle construction as follows:Output stabilityNow, we check the centre of a circle (L Γ=0), from the formula above, . ||||11S IN =ΓIf ||>1, =0, there will be unstable region. 11S L ΓIf ||<1, =0, there will be stable region. 11S L ΓAlso, it is the same to the input stability circle.d. Necessary and sufficient conditions for unconditional stability:|<1 and <1|11S ||22S Stability factor K=||2||||||1211222222|11S S S S Δ+−−>1 and ||Δ<1Where 21122211S S S S −=ΔThus, we simulate the stability factor K of the device to see whether or not the transistor is working at a stable area.After simulation, we can see the stability circle is out of the Γ-Plant. That means whatever we match the circuit, the device is always unconditionally stable.5. Loadpull setupAs we known, Loadpull setup in ADS can tell us the efficiency and the output power of the device. We can easily read the data in the graph about PAE η and , and change the range of resistance to choose a position which has a high efficiency and high output power.out PThe schematic is shown as follows:Here we analyse the result, we can change the positon of centre and the radius of the circle.11SResult from simulation, it is shown PAE=22.07% and Power delivered=29.08dBm. It is a tradeoff between PAE and output power, choose one point which is the high efficiency and high output power, write down the data (S11 centre: -0.311+j*0.206 and S11 _rho_actual: 0.620)Now we can generate our output matching circuit by a smith chart:Validation:Now check the result of simulation with the circuit:It is clear that the matching is good at 1817.5GHz.Sourcepull setup is the same as loadpull setup, here we only give a result of simulation.The whole circuit is shown asfollows:6. Power1)()()(1−=−dB G dBm P dBm P out in dBResult from simulation, we can see that the linear is not very good here. The picture gives us and the output power. dB P 17. Efficiency8.OIP3After all, IM3 is also an important specification, because it can not be removed by filter, it is a in-band signal. If IM3 is not good, PA will not have a good performance.There is about 30dBc here, we can change the current to adjust OIP3 which we need.9.ConclusionADS can help engineers to design high power amplier fastly. Also, we can easliy simulate the result and analyse the data. With a bisic theory of RF, how to put the theory into practice is a big issue. With the help of ADS, we will avoid from the long formula to finish our designs.。
基于ADS低噪声放大器设计及仿真
基于ADS低噪声放大器设计及仿真ADS是一种电路仿真工具，可用于设计和仿真电子电路。
低噪声放大器在许多应用中非常重要，特别是在无线通信和信号处理中。
本文将介绍如何基于ADS进行低噪声放大器的设计和仿真。
首先，需要明确低噪声放大器的设计目标和性能指标。
低噪声放大器的主要目标是提供高增益和低噪声，以传输和放大信号时尽可能降低噪声干扰。
因此，设计低噪声放大器的时候需要考虑以下指标：1.增益：放大器应具有足够的增益来放大信号，使其达到所需的信号水平。
2.噪声系数：噪声系数是一种量化噪声性能的指标，它表征了放大器引入的噪声功率与输入信号功率之比。
低噪声放大器应该具有较低的噪声系数以降低信号的噪声干扰。
3.带宽：放大器的带宽决定了它能够传输的频率范围。
对于无线通信和信号处理应用，放大器需要具有足够宽的带宽来传输高频信号。
设计低噪声放大器的第一步是选择适当的放大器拓扑结构。
常见的低噪声放大器拓扑结构包括共源极、共栅极和共基极。
在ADS中，可以使用S参数模型来模拟这些拓扑结构，并进行频率和噪声分析。
在选择了适当的拓扑结构之后，需要设计放大器的电路参数，如电流源偏置、电流源阻抗以及电容。
这些参数将直接影响放大器的性能。
接下来，使用ADS进行电路仿真。
可以将放大器的电路图导入ADS，并添加合适的仿真器和分析器。
一般来说，需要进行频率响应、增益和噪声分析。
在进行噪声分析时，需要输入合适的噪声模型，并设置合适的参数。
仿真完了之后，可以通过改变电路参数和拓扑结构来优化低噪声放大器的性能。
一般来说，可以尝试改变电容和电流源的值，以及优化电流源阻抗和偏置电流。
最后，可以根据仿真结果进行实际电路的制作和测试。
由于ADS可以生成精确的电路参数和特性，因此可以根据仿真结果进行电路制造，并通过实验进行性能验证。
综上所述，基于ADS进行低噪声放大器的设计和仿真可以帮助工程师优化放大器的性能，以满足特定应用的需求。
通过合理选择拓扑结构、优化电路参数和进行全面的电路仿真，可以设计出具有高增益和低噪声的低噪声放大器。
ADS简单放大器专业设计报告
信息学院射频电路设计课程设计课题：低噪声放大器设计与仿真姓名：指导老师：专业：班级：学号：简单放大器的设计一、摘要先进设计系统(Advanced Design System)，简称ADS，是为了高效的进行产品研发生产，而设计开发的一款EDA软件。
软件迅速成为工业设计领域EDA软件的佼佼者，因其强大的功能、丰富的模板支持和高效准确的仿真能力（尤其在射频微波领域），而得到了广大IC设计工作者的支持。
在小信号设计中确定最佳输出阻抗通常使用负载线法，负载线法的主要工作是计算功率管的负载线，在使用电压确定的情况下，根据输出功率参考功率器件资料中给定的电流-电压曲线可以得到该曲线，从而确定出最佳输出阻抗的实部。
该方法使用仿真软件就可以进行，不需要昂贵的仪器，适用于大多数的设计情况。
本文主要介绍关于ADS简单放大器的设计，包括原理图的绘制，电路参数的优化、仿真等等。
二、设计目的和意义1、了解简单放大器的基本原理，作好设计简单放大器的准备；2、学习软件仿真注意要点；3、掌握ADS软件仿真的基本操作；4、运用ADS设计并仿真出简单放大器的相关结果。
三、设计原理1、仿真模型选择：（1）晶体管：A、SP模型：属于小信号线性模型，模型中已经带有了确定的直流工作点，和在一定范围内的S参数，仿真时要注意适用范围。
Sp模型只能得到初步的结果，对于某型应用来说已经足够，不能用来做大信号的仿真，或者直流馈电电路的设计，不能直接生成版图。
B、大信号模型：可以用来仿真大、小信号，需要自行选择直流工作点，仿真时要加入馈电电路和电源。
带有layout的大信号模型可以用来生成版图。
（2）集总参数元件：电容、电阻、电感：在进行电路优化时，可以直接选用参数连续变化的模型，在系统设计最后，需要把这些优化过的元件替换为器件库中系列中的元件才是可以制作电路、生成版图的。
替换时选择与优化结果相近的数值，替换后要重新仿真一次，校验电路性能是否因此出现恶化。
基于ADS线性射频放大器设计与仿真
基于ADS线性射频放大器设计与仿真
南敬昌;冯永生;刘元安
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2007(24)5
【摘要】为了加速射频放大器的设计及产品化过程,用EDA工具软件对放大器先进行仿真是一种有效的方法.提出了一种利用ADS软件对LNA和小信号功率放大器进行设计的方法,并通过实例对1.5GHz频段射频放大器的稳定性、S 参数、功率增益、输入输出匹配等进行了仿真,给出了仿真结果和最终的设计电路.仿真结果表明,放大器匹配电路设计完全满足性能指标要求.这种方法对放大器的设计有着重要的实用价值,可以进行快速的阻抗匹配和优化,从而加速放大器的设计进程.
【总页数】4页(P302-305)
【作者】南敬昌;冯永生;刘元安
【作者单位】北京邮电大学电信工程学院,北京,100876;辽宁工程技术大学电子与信息工程系,辽宁,葫芦岛,125105;北京邮电大学电信工程学院,北京,100876;北京邮电大学电信工程学院,北京,100876
【正文语种】中文
【中图分类】TN722
【相关文献】
1.基于ADS1.5 GHz射频放大器的设计与分析 [J], 尹川;姚毅
2.一种基于ADS仿真的射频放大器设计方法 [J], 牛吉凌;康弘俊
3.基于ADS下FBAR的设计与仿真 [J], 王瑞;陈鹏光;任家泰;白玉慧;陈剑鸣
4.基于ADS的L波段接收机射频前端设计与仿真 [J], 张宇晖
5.基于ADS的500MHz射频发射系统设计与仿真 [J], 孙艳丽;刘晓娣;张晨亮;甄喆
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线性化Doherty功率放大器设计
中图分类号:T N702 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2007)03-0045-06线性化Doherty 功率放大器设计耿 知,郭 伟(华中科技大学电子与信息工程系,武汉430074)摘 要:结合射频数字预失真技术和Doherty 技术提出了一种WC DM A 线性化功率放大器的设计方案。
通过计算机辅助设计和ADS 仿真分析,功率放大器在输出35瓦(45.4dBm )的情况下,AC LR 达到-55dBc 。
关键词:WC DM A ;射频数字预失真;Doherty ;邻近信道泄漏功率比;PAEDesign of linearized Doherty pow er amplifierGE NG Zhi ,G UO Wei(Dep artment of Electronic and I nform ation E ngineering ,Central China U niversity ofScience and T echnology ,Wuh an 430074,China )Abstract :A design of linearized WC DM A power am plifier is introduced in this paper ,combining RF DPDand Doherty techniques.By the help of com puter aided design and ADS s oftware simulation ,it presents that when power am plifier outputs 35W ,AC LR has reached -55dBcs.K ey w ords :WC DM A ;RFDPD (radio frequency digital predistortion );Doherty ;AC LR ;PAE0 引言WC DM A 采用的QPSK 调制方式和3.84MH z 的扩频码使得射频信号呈现出很高的峰均比(PAR )和快速的包络变化,这对功率放大器的设计提出了更高的线性要求。
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用ADS进行功率放大器设计及线性化半实物仿真
ADS（Advanced Design System）是一种电磁仿真和电路设计软件，
具有强大的功能和广泛的应用。
在功率放大器设计及其线性化方面，ADS
可以帮助设计师优化电路性能、提高功率放大器的线性度，并进行半实物（semi-realistic）仿真以验证设计。
在进行功率放大器设计时，首先需要确定设计规格和要求，例如输出
功率、频率范围、增益、线性度等。
接下来，设计师可以采用ADS软件中
的微波设计流程，根据设计要求选择合适的放大器类型和拓扑结构。
一种常用的功率放大器类型是Class A放大器，其具有较高的线性度
和增益，但效率较低。
通过ADS软件，可以设计和优化Class A放大器的
输入输出匹配电路、偏置电路和放大单元等部分。
在微波设计中，ADS提
供了各种模型和组件，例如理想变压器、微带线、电感、集总电容等，可
以直接嵌入电路设计中，加速设计过程。
除此之外，ADS还提供了各种优化和优化技术，例如基于遗传算法的
优化、基于最小二乘法的优化、对角优化等。
可以利用这些优化方法对放
大器进行参数调整，以满足设计规格和性能要求。
在设计完成后，可以进行半实物仿真来验证设计。
半实物仿真是指在ADC软件中通过代入实际元器件的参数，以获得更真实的仿真结果。
例如，可以将ADS中的理想电感替换为实际电感，以考虑实际元器件的线性度、
非线性特性等因素。
在半实物仿真中，可以使用信号发生器产生信号，并将其输入到功率
放大器中。
通过ADS中的网络分析器和信号源，可以观察到功率放大器的
频率响应、增益、线性度等性能指标。
通过调整电路设计和参数，可以优化功率放大器的性能。
通过使用ADS软件进行功率放大器设计和线性化的半实物仿真，设计师可以更好地理解和评估功率放大器的性能，并在设计阶段进行优化。
这种方法将大大加快设计周期，并提高广播、通信、雷达等领域中功率放大器设计的成功率和可靠性。