本文關(guān)鍵詞：L波段功率放大器研究

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【摘要】：隨著無線移動通信的快速發(fā)展,如何有效的提高“無線通信的效率”成為了當(dāng)下需要解決的問題。射頻功率放大器廣泛用于雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、廣播等領(lǐng)域,但是目前用量最大的領(lǐng)域是移動通信,無論是基站還是手持機中都要使用射頻功率放大器;功率放大器也是發(fā)射系統(tǒng)前端的重要部件,對發(fā)射機系統(tǒng)的影響也是顯而易見的。近年來,設(shè)計高效率和線性度良好的射頻功率放大器是極具實現(xiàn)價值的課題,應(yīng)用到無線通信系統(tǒng)具有不可比擬的優(yōu)勢,在國內(nèi)外也受到廣泛的關(guān)注。本文借助安捷倫公司的ADS軟件對晶體管進行建模仿真,對潛在不穩(wěn)定性給出相應(yīng)的方法,在此基礎(chǔ)之上聯(lián)合負(fù)載牽引和Smith圓圖進行匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計,對輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化仿真。最后運用諧波平衡法進行非線性分析。本論文的主要工作如下:1.主要介紹了論文的背景知識,包括選題背景和研究意義、射頻功率放大器國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。從功率放大器的基本理論出發(fā),對散射參數(shù)、射頻功率放大器的分類以及不同匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)做了相應(yīng)的介紹。2.具體介紹了射頻功率放大器的基本理論以及其它性能指標(biāo)。給出了射頻功率放大器的設(shè)計流程,選用飛思卡爾的MW6S20010晶體管,然后利用ADS軟件,設(shè)計出一款工作在L波段射頻功率放大器,它主要應(yīng)用在無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域。在仿真非線性過程中,對諧波平衡仿真做了詳細(xì)介紹。最后運用負(fù)載牽引法和Smith圓圖匹配完成設(shè)計的目標(biāo)。3.設(shè)計了一款開關(guān)類功率放大器。在設(shè)計過程中,首先設(shè)計了對二次諧波短路和三次諧波開路的諧波網(wǎng)絡(luò),在此基礎(chǔ)上改進并設(shè)計更小尺寸的諧波網(wǎng)絡(luò);運用負(fù)載牽引的負(fù)載阻抗和源牽引的源阻抗相互迭代,并結(jié)合Smith圓圖進行輸出和輸入電路的設(shè)計。最后對整體電路進行諧波平衡仿真和優(yōu)化,在理論上通過控制諧波次數(shù)來提高放大器的效率,從而實現(xiàn)漏極的電壓波形為方波和電流波形為正弦波,并用ADS軟件進行仿真和驗證。
【關(guān)鍵詞】：射頻 功率放大器 效率 負(fù)載牽引 諧波平衡仿真
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN722.75
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 論文研究的目的和意義10-11
• 1.2 射頻功率放大器的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本論文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第二章 射頻功率放大器基本理論14-32
• 2.1 放大器S參量分析14-15
• 2.2 射頻功率放大器的分類15-18
• 2.2.1 A類放大器16
• 2.2.2 B類放大器16-17
• 2.2.3 AB類放大器17
• 2.2.4 C類放大器17
• 2.2.5 D類功率放大器17-18
• 2.2.6 E類功率放大器18
• 2.2.7 F類功率放大器18
• 2.3 直流偏置網(wǎng)絡(luò)18-19
• 2.4 阻抗匹配設(shè)計網(wǎng)絡(luò)19-21
• 2.4.1 集總參數(shù)元件的匹配網(wǎng)絡(luò)19-20
• 2.4.2 分布參數(shù)匹配網(wǎng)絡(luò)20-21
• 2.5 功率增益21-22
• 2.6 非線性失真22-25
• 2.7 1d B壓縮功率25-26
• 2.8 效率26
• 2.9 增益平坦度26
• 2.10 鄰信道功率比26-27
• 2.11 工作帶寬27
• 2.12 放大器穩(wěn)定性分析27-31
• 2.13 本章小結(jié)31-32
• 第三章 射頻功率放大器仿真設(shè)計與分析32-51
• 3.1 功率放大器的設(shè)計步驟32
• 3.2 元器件和介質(zhì)基片的選取32-34
• 3.3 ADS仿真軟件介紹34
• 3.4 功率放大器的設(shè)計參數(shù)34
• 3.5 直流掃描分析34-36
• 3.6 偏置電路設(shè)計和穩(wěn)定性分析36-38
• 3.7 負(fù)載牽引與匹配電路設(shè)計38-46
• 3.7.1 負(fù)載牽引設(shè)計Load-Pull38-40
• 3.7.2 輸出匹配電路設(shè)計40-43
• 3.7.3 源牽引和輸入匹配網(wǎng)絡(luò)43-46
• 3.8 整體電路仿真46-47
• 3.8.1 S參數(shù)仿真46-47
• 3.9 諧波平衡仿真47-49
• 3.9.1 雙音信號非線性仿真或三階交調(diào)失真48-49
• 3.10 版圖生成與制作49-50
• 3.11 小結(jié)50-51
• 第四章F類功率放大器的設(shè)計51-68
• 4.1 F類放大器的產(chǎn)生51-55
• 4.2 晶體管和介質(zhì)基板的選取55-56
• 4.3 F類功率放大器的仿真56-65
• 4.3.1 直流特性分析56
• 4.3.2 偏置電路的設(shè)計56-58
• 4.3.3 諧波網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計58-60
• 4.3.4 源牽引和負(fù)載牽引60-63
• 4.3.5 阻抗匹配電路63-65
• 4.4 諧波平衡仿真65-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 論文完成的主要工作68-69
• 5.2 展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-75

【參考文獻】

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本文編號：882653