基于GaN芯片的S波段宽带功率放大器的设计

发布时间：2021-02-21 04:49

　　现代通信技术迅猛发展,拥有更宽工作带宽的通信系统更加受到青睐。作为系统的关键部分,功率放大器的工作带宽和效率直接影响到系统的整体性能。传统功放采用基于硅（Si）或砷化镓（GaAs）材料的芯片设计,效率和输出功率较低。氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）由于其突出的半导体材料特性,在提高输出功率和效率,扩展工作带宽方面的潜力比第二代半导体材料更大。本文设计了一款高效率、S波段宽带功率放大器,详细说明了直流供电电路,射频放大电路和腔体的设计思路以及最终调试的过程。射频电路部分采用两级级联的方案,驱动级放大器采用TGA2597-SM GaN芯片,末级放大器采用CGH40010F芯片。本文对多种阻抗匹配的方法进行平行对比与分析,挑选出最优匹配方案进行设计,并在已有匹配网络的基础上,通过改变微带线宽度实现功率均衡。直流供电电路部分,通过对所用电压芯片进行分析,提出了切实可行的方案实现晶体管工作时的加电顺序。本文充分考虑了芯片的结构和布局,采用背馈电式结构设计腔体。通过电磁仿真软件对腔体谐振频率进行仿真,避免谐振频率落入放大器的工作带宽内。最后,本文总结了实际测试过程遇到的自激和失配等问题... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 国内发展现状
        1.2.2 国外发展现状
    1.3 本文的主要贡献
    1.4 本文的结构安排
第二章 功率放大器基础理论
    2.1 功率放大器种类
        2.1.1 传统功率放大器
        2.1.2 连续型功率放大器
    2.2 功率放大器技术指标
        2.2.1 增益
        2.2.2 效率
        2.2.3 增益压缩和输出1dB压缩点
        2.2.4 3阶截断点
        2.2.5 交调失真
        2.2.6 稳定性
    2.3 偏置电路
    2.4 屏蔽盒
    2.5 功率放大器宽带匹配理论
        2.5.1 基本阻抗匹配方法
        2.5.2 基于滤波器设计宽带匹配网络
    2.6 本章小结
第三章 S波段功率放大器设计
    3.1 技术指标要求
    3.2 放大器整体设计
        3.2.1 射频芯片选择
        3.2.2 直流电路芯片选择
    3.3 偏置电路设计
    3.4 匹配网络设计
        3.4.1 源牵引/负载牵引
        3.4.2 低通滤波器进行阻抗网络设计
        3.4.3 带通滤波器进行阻抗网络设计
        3.4.4 阻抗匹配网络确定及放大器仿真
    3.5 直流供电电路设计
    3.6 腔体设计
    3.7 本章小结
第四章 S波段功率放大器的测试与调试
    4.1 放大器调试
        4.1.1 自激的消除
        4.1.2 匹配电路的微调
    4.2 增益、增益压缩与输出功率的测试
    4.3 效率测试
    4.4 非线性测试
    4.5 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 本文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的成果



本文编号：3043862