【正文】 ..................... 6 微波晶體管放大器的穩(wěn)定性 .......................... 7 4 使用 ADS軟件進(jìn)行微波功率放大器的設(shè)計(jì)與仿真 .......................8 微波功率放大器的設(shè)計(jì)步驟及參數(shù) .................... 8 直流掃描 ......................................... 8 放入飛思卡爾元件模型 ......................... 9 掃描參數(shù)的設(shè)置 ............................... 9 仿真并顯示數(shù)據(jù) .............................. 11 偏置及穩(wěn)定性分析 ................................ 111 原理圖的建立 .............................. 1112 穩(wěn)定性分析 .................................. 13 穩(wěn)定措施 .................................... 14 加入偏置電路 ................................ 15 負(fù)載牽引設(shè)計(jì) LoadPull .......................... 16 插入 LoadPull 模板 .......................... 17 確定 LoadPull 的范圍 ........................ 18 確定輸出的負(fù)載阻抗 .......................... 18 運(yùn)用 Smith 圓圖進(jìn)行匹配 ........................... 19 匹配電路的建立 .............................. 19 用實(shí)際元件替換輸出匹配電路 ................. 20 SourcePull..................................... 21 電路優(yōu)化設(shè) ....................................... 24 諧波平衡仿真 ................................ 25 優(yōu)化輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò) ....................... 27 印制電路板圖 .................................... 28 生成印制電路版圖 ........................... 29 結(jié)束語(yǔ) ...................................................................................................................... 29 致謝 ........................................................................................................................... 31 附錄 A：總電路圖 .............................................................................................. 32 附錄 B：參考外文文獻(xiàn) .................................................................................... 34 附錄 C：參考外文文獻(xiàn)翻譯 .......................................................................... 36 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 35 頁(yè) 1 引言 在現(xiàn)代微波無(wú)線通信系統(tǒng)中，信息傳輸正朝著多載波、大容量 、高速度方向迅猛發(fā)展。功率放大器 。通過(guò)多次調(diào)試、測(cè)試實(shí)驗(yàn)，所設(shè)計(jì)的微波功率放大器在 的頻率上增益達(dá)到 16dB以上 。 本文分析了微波功率放大器的 基本原理 ，介紹了其阻抗匹配電路的方法，并根據(jù)指標(biāo)要求對(duì)晶體管的輸入輸出網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗匹配，用微帶線實(shí)現(xiàn)匹配電路。 五、 畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚應(yīng)收集資料及參考文獻(xiàn)： 收集關(guān)于微波功率分配器、 ADS仿真等方面的專業(yè)資料，閱讀和學(xué)習(xí)下列參考文獻(xiàn)： [1] 徐興福． ADS2021射頻電路設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例【 M】 .電子工業(yè)出版社， 2021： [2] 陳鉞穎 . ADS射頻電路設(shè)計(jì)與仿真從入門到精通【 M】 .電子工業(yè)出版社， 2021： [3] 廖承恩 . 微波技術(shù)基礎(chǔ)【 M】 .西安電子科技大學(xué)出版社， 2021： [4] 應(yīng)熒瑩 . 微波工程【 M】 .電子工業(yè)出版社， 2021． 2 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 微波 功率放大器的仿真設(shè)計(jì) 學(xué)生：周東曉 （陜西理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)電子 1104班級(jí)，陜西 漢中 723000） 指導(dǎo)老師：賈建科 [摘要 ]： 隨著現(xiàn)代無(wú)線通信的發(fā)展，微波功率放大器已成為微波通信設(shè)備的重要部件，它的性能優(yōu)劣在很大程度上影響著通信質(zhì)量。本設(shè)計(jì)是利用微波射頻仿真軟件 ADS 對(duì)微波功率放大器進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，掌握微波射頻電路的工程設(shè)計(jì) 理論和設(shè)計(jì)方法，提高專業(yè)素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。那么如何對(duì)這兩個(gè)性能參數(shù)進(jìn)行折中處理就成為功率放大器設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)。我們知道功率放大器的輸出功率和效率是一對(duì)相互矛盾的統(tǒng)一體，不可能在獲得大的輸出功率條件下，又能獲得很高的功率附加效率。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 微波功率放大器的仿真設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 周東曉 學(xué)號(hào) 1113014116 所在學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 電子 1104 班 指導(dǎo)教師 賈建科 完成地點(diǎn) 物電學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 2021 年 6 月 11 日 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 ﹙ 設(shè)計(jì) ﹚ 任務(wù)書(shū) 院 (系 ) 物電學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 電子信息工程 學(xué)生姓名 一、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚題目 微波功率放大器的仿真設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚工作自 ___2021__年 __ 2 _月 _ 20_日 起至 __ 2021_年 6月 _20日止 三、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚進(jìn)行地點(diǎn) : 物電學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 四、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚的內(nèi)容要求： 射頻功率放大器在雷達(dá)、無(wú)線通信、導(dǎo)航、衛(wèi)星通訊、電子對(duì)抗設(shè)備等系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代無(wú) 線通信的關(guān)鍵設(shè)備。功率放大器總是要求在一定頻率范圍內(nèi)輸出一定的功率，同時(shí)滿足系統(tǒng)高效率的要求。在設(shè)計(jì)功率放大器的過(guò)程中，往往需要對(duì)這兩個(gè)性能參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行折中處理。這個(gè)難點(diǎn)的最好解決方法就是放在功率放大器輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)中來(lái)解決。 其具體要求如下： 分析微波功率放大器的各項(xiàng)參數(shù)； 查找相關(guān)資料并翻譯相關(guān)的英文資料； 設(shè)計(jì)一微波功率放大器，技術(shù)指標(biāo)如下； 工作頻率 駐波比 VSWR2 ,增益 G16dB 設(shè)計(jì)輸入輸出匹配電路， 并利用仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。因而，對(duì)微波功率放大器的研究和設(shè)計(jì)也越來(lái)越受關(guān)注。用 ADS 軟件進(jìn)行優(yōu)化仿真，最后設(shè)計(jì)出大信號(hào)微波功率放大器。 【 關(guān)鍵字 】 ： 微波 。優(yōu)化設(shè)計(jì) 。微波功率放大器是微波通信設(shè)備的重要部件，它的性能在很大程度上影響通信的質(zhì)量。性能優(yōu)良的功率放大器，除了要進(jìn)行精確合理的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外，還必須要有良好的生產(chǎn)工藝作保證。 作為功率放大器，應(yīng)該有較大的輸出功率和較高的效率，同時(shí)也要滿足帶寬、增益和穩(wěn)定性的要求。因此，設(shè)計(jì)一功率放大器的關(guān)鍵是合理的選擇功放管、正確確定工作狀態(tài)、精心設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)和選擇合適的電路等等。其中，第二章介紹了微波功率放大器的非線性特性和各種常用線性化技術(shù)的基本原理；第三章介紹了微波功率放大器的設(shè)計(jì)原理；本文的第四章首先敘述了 ，然后用 ADS 軟件進(jìn)行優(yōu)化仿真，并對(duì)所設(shè)計(jì)的放大器進(jìn)行加工制作，最后實(shí)驗(yàn)調(diào)試。 單級(jí)功率放大器的非線性分析 假設(shè)有一功率放大器，該放大器具有非線性，其輸入、輸出特性如圖所示。 放大器線性部分的延長(zhǎng)線與三次交調(diào)產(chǎn)物線性部分延長(zhǎng)線相交點(diǎn)的輸出功率為截?cái)帱c(diǎn)IP ，該點(diǎn)是衡量放大器線性的一個(gè)參數(shù)。 設(shè)兩個(gè)三次交調(diào)產(chǎn)物功率和為3P，兩個(gè)基波線性輸出功率和為 LP ，兩基波輸出功率和為 oP ，兩基波輸入功率和為 iP ，則 RAkkAP o32231 10)89(22 ??????? ?? (mW) (212) RkAPL 321 10)2(2 ?? (mW) (213) RAkP 32333 10)163(2 ?? (mW) (214) RAPi 32 10)2(2 ?? (mW) (215) 令 LPP?3 ，得 312 38kkA ? ，代入（ 213）式 則 ?? PPI （ dBm） (216) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 35 頁(yè) 由上述關(guān)系還可以導(dǎo)出 321 LI PPP ? (217) 整理（ 212）式可得 081 )(1916)( 3312231223132 ???? kkyAkkAkkA (218) 式中 )( ??? Io PPy (219) 解（ 218）式得 ?????? ??? 32c os12716 312 ?? jkkA （ j=0,1,2） (220) 上式成立條件為 1PPO? 。 為了消除微波功率放大器的非線性失真，必須采用一些可靠的線性化技術(shù)。 目前主流的線性化技術(shù)主要有三大類，即反饋技術(shù)、前饋技術(shù)與預(yù)失真技術(shù)，下面就簡(jiǎn)單介紹一下這些技術(shù)的原理。在更高電平上，反饋網(wǎng)絡(luò)耗散很大，不得不使用高功率電阻，增加了成本和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。前饋技術(shù)基本原理是通過(guò)將主功率放大器產(chǎn)生的失真信號(hào)樣本前饋到放大器輸出端，來(lái)大量抵消放大器輸出端的失真信號(hào)。在 TV發(fā)射機(jī)（中頻預(yù)失真）及 TWT放大器（ RF預(yù)失真）中已經(jīng)成功地運(yùn)用預(yù)失真技術(shù)來(lái)校正三階交調(diào)失真。各種反饋等都可看成是閉環(huán)系統(tǒng)，它們具有很高的線性化能力，可以在滿足一定頻譜