本文關鍵詞：2GHz頻段射頻功率放大器設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：射頻功率放大器作為現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中發(fā)射機的重要組成部分,廣泛應用于衛(wèi)星通信、電子對抗、雷達、航天航空和微波通信等領域中。近幾年來,通信設備的發(fā)展極其迅猛,移動通信技術也逐漸邁向5G時代。飛速發(fā)展的通信行業(yè)對功率放大器也提出了更高的要求,低功耗,小體積,寬帶,多模式和高速成為未來的發(fā)展趨勢。因此,對射頻功率放大器的寬帶化研究具有重要的意義。遼寧普天數(shù)碼股份有限公司為了開發(fā)微波通信教學實驗設備,委托大連海事大學天線微波研究所設計寬帶微波功率放大器,作者參與了該項目。借此機會,論文對射頻功率放大器的寬帶化進行了研究和設計。論文的主要工作有：(1)采用了低通拓撲結構和改進型帶通拓撲結構設計寬帶匹配網(wǎng)絡,并對兩種方法進行了詳細的闡述。利用MATLAB軟件開發(fā)了寬帶匹配設計軟件,大大簡化了設計計算的復雜性,節(jié)省了人力和時間。(2)設計并實現(xiàn)了一款窄帶射頻功率放大器。采用扇形結構設計直流偏置電路,實現(xiàn)了扼流。采用負載牽引技術得到了場效應管的最佳阻抗,并利用混合參數(shù)元件實現(xiàn)了匹配電路的設計。對功率放大器進行了軟件仿真及優(yōu)化,使用Altium Desiger14進行PCB設計,然后進行實際的加工和測試,并對測試結果進行了分析。(3)設計并制作了一款寬帶射頻功率放大器。采用Nitronex公司的GaNHEMT器件NPTB00004,利用雙扇形結構實現(xiàn)了直流偏置電路的寬帶扼流,采用雙向牽引技術獲得頻帶內(nèi)的最佳匹配阻抗,借助于自行開發(fā)的寬帶匹配軟件設計寬帶匹配網(wǎng)絡,設計出一款工作在1.5-2.5GHz,效率大于50%的寬帶功率放大器,最后進行實際的加工和測試,并對測試結果進行了分析。
【關鍵詞】：射頻功率放大器 氮化鎵(GaN) MATLAB 寬帶 阻抗匹配
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN722.75
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景和意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排15-17
• 第2章 射頻功率放大器原理17-29
• 2.1 功率放大器的主要性能指標17-22
• 2.1.1 工作頻帶及帶寬17
• 2.1.2 輸出功率及效率17-19
• 2.1.3 增益及增益平坦度19
• 2.1.4 輸入及輸出反射系數(shù)19-20
• 2.1.5 失真及線性度20-22
• 2.2 功率放大器的分類22-25
• 2.2.1 A類及B類功率放大器22-23
• 2.2.2 C類功率放大器23-24
• 2.2.3 E類及F類功率放大器24-25
• 2.3 射頻功率放大器的設計方法25-27
• 2.3.1 負載牽引法25-26
• 2.3.2 諧波平衡法及多諧波負載牽引技術26-27
• 2.4 本章小結27-29
• 第3章 阻抗匹配29-49
• 3.1 共軛匹配29-30
• 3.2 窄帶阻抗匹配30-31
• 3.2.1 集總參數(shù)匹配30-31
• 3.2.2 分布參數(shù)匹配31
• 3.3 寬帶阻抗匹配31-47
• 3.3.1 寬帶匹配理論的發(fā)展33
• 3.3.2 簡化實頻技術33-36
• 3.3.3 低通拓撲網(wǎng)絡寬帶匹配36-39
• 3.3.4 改進型帶通寬帶匹配39-44
• 3.3.5 基于MATLAB的寬帶匹配設計44-47
• 3.4 本章小結47-49
• 第4章 2.45GHz射頻功率放大器的設計49-67
• 4.1 射頻功率放大器的設計概述49
• 4.2 射頻功率放大器的設計49-61
• 4.2.1 功放的設計指標49-50
• 4.2.2 偏置電路的設計50-52
• 4.2.3 穩(wěn)定性分析52-53
• 4.2.4 源和負載阻抗匹配53-59
• 4.2.5 整體電路的仿真及優(yōu)化59-61
• 4.3 功率放大器的加工與測試61-66
• 4.3.1 PCB版圖設計61-63
• 4.3.2 實物測試與結果討論63-66
• 4.4 本章小結66-67
• 第5章 寬帶功率放大器的設計67-83
• 5.1 寬帶功率放大器的設計與仿真67-78
• 5.1.1 設計指標及場效應管的選擇67
• 5.1.2 偏置電路的設計67-70
• 5.1.3 最優(yōu)阻抗分析70-73
• 5.1.4 阻抗匹配73-75
• 5.1.5 整體電路的仿真及優(yōu)化75-78
• 5.2 實物設計及測量78-80
• 5.3 出現(xiàn)的問題及注意事項80-82
• 5.4 本章小結82-83
• 第6章 總結和展望83-85
• 6.1 本文主要工作總結83
• 6.2 本論文的不足與展望83-85
• 參考文獻85-91
• 附錄 功率放大器的仿真原理圖91-95
• 致謝95-97
• 研究生履歷97

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