【文章內容簡介】 口上通過測試得到我們所需要的性能參數(shù)，再把得到的結果繪制在史密斯圓圖上從而得到負載阻抗值和源阻抗值曲線。這個方法與之前的兩個相比操作容易便捷。大多數(shù)研究中都用這個。 S波段寬頻帶介紹由上文可知，放大器的各種電參數(shù)都和頻率有關。頻帶寬度是一個放大器的工作范圍，在這個范圍內放大器參數(shù)變化，不會影響通信系統(tǒng)的正常工作。下面簡介s波段和帶寬的定義。本文所研究的S波段是指頻率在24GHz范圍內的電磁波波段，與網上的有些介紹因研究領域等方面的差異而略有不同，但這不影響的文本的研究內容。實際工程上，衡量電子系統(tǒng)的性能可以看其占有的頻帶寬度。隨著頻譜的慢慢開拓，頻帶寬度的含義也變得相對模糊，仍可分為相對與絕對帶寬。在一個通信系統(tǒng)中，定義低于最高輻射電平10dB的上下限頻率之差為頻帶寬度，fh，fl為上下限頻率，f0為中心頻率，大小為上下限頻率的平均值。絕對帶寬： （23）絕對帶寬常用于電磁頻譜的劃分，在常規(guī)通信領域中采用中頻f0表示系統(tǒng)工作頻段。相對帶寬BW1指系統(tǒng)絕對帶寬與中頻之比[10]。 （24）圖24給出了一些常用波段及其定義應用范圍的數(shù)據(jù)，包括波長和頻率范圍及應用領域等。 圖24波段列表本文使用的板材具體信息如下：板材選用羅杰斯6002C。介電常數(shù)： 厚度：本文使用的晶體管具體信息如下：晶體管名稱：CREE生產的CGH40010型號晶體管，其選擇原因下文有介紹。要求：仿真結果要求功率附加效率PAE至少在70%以上。 S波段寬帶高效率逆F類放大器實現(xiàn)的思路和計劃本小節(jié)主要是介紹S波段寬頻帶高效率逆F類放大器實現(xiàn)的思路和計劃，包括設計路線及晶體管的選擇分析和最佳匹配點的確定兩部分。希望能在較短篇幅中簡單的闡述此次設計的實現(xiàn)思路和計劃。一、設計路線及晶體管的選擇分析晶體管作為重要部分對于放大器高效率工作的實現(xiàn)具有不可替代的作用，是PA設計成功的關鍵因素，所以其選擇需要慎重思考。新一代的GaN類晶體管有漏源擊穿電壓PV高于其他半導體工藝且與傳統(tǒng)的LDMOS管相比不易擊穿等優(yōu)點，是本次設計最好的選擇。為了順利完成此次的設計,本文選擇了Cree公司生產的CGH40010F氮化鎵器件。上圖給出了CGH40010F晶體管的實物圖[11]。 圖25 CGH40010F實物圖下面來說明一下此次設計的具體過程：（1）結合相關資料確定好設計思路。（2）用晶體管模型結合直流掃描分析模板確定晶體管的合適參數(shù)。（3）用負載牽引法得到最佳負載阻抗值和源阻抗值。從而決定恰當輸入輸出電路。對于放大器的設計來說這是最關鍵的一步，因為它直接決定著放大器的整體結構與造型是性能好壞的決定因素。（4）將之前確定好的電路搭建在一起，對其仿真獲取放大器的PAE等參數(shù)。（5）加工制作放大器的PCB板成品。二、最佳匹配點的確定本文我們采用的雙向牽引法具體過程介紹如下： (1)設置基本參數(shù)(2)負載牽引(3)源牽引(4)為了設計的精確性，重復123步，直到結果差不多。說明已經得到最佳負載阻抗和源阻抗。上面是通常確定最佳匹配點的方法，有時候還要考慮到高次諧波的影響，因為本文只是簡單的研究，所以完成上述四步就可以了。 3. S波段逆F類放大器的仿真及優(yōu)化分析本章主要是在S波段寬頻帶內對實現(xiàn)的簡單逆F類放大器的仿真及優(yōu)化分析具體說明。本章由三部分內容構成：逆F類放大器原理介紹，功效分析及實際仿真電路介紹。在本論文的設計中，實現(xiàn)逆F功放的主要仿真軟件是ADS軟件。ADS軟件是一款使用率非常高的軟件，常用來仿真模擬射頻方面電路結構，它含有許多放大器設計時可以用到的模板，對于初涉者來說方便快捷易上手。本章是運用ADS軟件，在第二章的理論基礎上進行實際探索設計出一個簡單的逆F類放大器。除此之外，后期原理圖的導出轉化為PCB格式還用到了autoCAD和Altium Designer軟件，可以用來對導出的dxf文件進行工程繪圖，dxf在后面的文章中會給出介紹。本節(jié)與上述放大器原理分析不同，上文是對逆F類放大器整體進行理論介紹，本節(jié)是單獨論述此次實際研究與加工的一款輸入輸出端均加入諧波抑制電路的放大器。傳統(tǒng)的F類PA是在其輸出端加入諧波抑制電路，通常把晶體管偏置在AB類并且把調諧電路插在輸出匹配網絡（OMN）之前通過特定阻抗的條件以抑制不需要的諧波。當前，大部分逆F類功放的理論都是基于晶體管輸入端諧波抑制電路理論。對輸出端諧波抑制電路分較少。如果可以在放大器電路的輸入輸出端都加入諧波抑制電路，形成的AP可以稱之為F與逆F類的混合。那么這樣的放大器是否同時兼具兩者的優(yōu)點實現(xiàn)更高效的功放呢？如同AB類之于A，B類呢？本文就是對上述思路進行討論探索。，使用軟件完成對放大器電路的模擬設計最終完成電路的加工測試。 S波段逆F類放大器原理簡述查閱了許多資料我們可以得出這樣的發(fā)現(xiàn)那就是漏源極電容可以令一些高次諧波在微波頻率短路，大多數(shù)情況下因為帶有諧波抑制的電路需要實現(xiàn)阻抗匹配，所以輸出端可能會形成更繁瑣同時伴隨著更大的消耗的結果，結果就會導致PA效率的下降。由于上述因素的存在實際PA的研究中通常僅僅需要著眼于對少數(shù)幾個諧波分量進行思量?？偨Y前人的設計，發(fā)現(xiàn)二次和三次諧波對PA的效率和輸出功率影響最大，所以本次設計只考慮對這兩個諧波的抑制。圖31是傳統(tǒng)的輸出網絡并聯(lián)諧振電路，可以看出它含有三次諧波峰化的成分，是最基礎的研究逆F類PA的電路。其中LC1在漏極串聯(lián)是為了形成三次諧波開路和二次諧波短路，LC2與輸出阻抗的并聯(lián)是為了保證基波處的阻抗是最合適的[12]。晶體管負載（就是看到的它的負荷）是由偶次諧波短路與奇次諧波開路組成的。串聯(lián)諧振電路能夠塑造出晶體管電流電壓波形，導致功率輸出能力的Cpmm值發(fā)生變化。