超宽带射频功率放大器的研究与设计

发布时间：2023-04-10 17:49

　　随着无线通信技术的日益进步,其在军事和民用两方面得到了广泛的应用。此外,诸多应用都对无线通信系统的工作带宽提出了很高的要求,使得宽带技术成为当前研究的热点。功放作为无线通信系统发射机中非常重要的子电路,其决定了整个发射机的输出功率和效率,对无线发射机的性能有着巨大的影响。GaAs pHEMT由于其具有较高的电子迁移速率,较高的击穿电压等特点,被广泛用于射频功放的设计中。本文基于稳懋PP25-21 0.25um GaAs pHEMT工艺,对超宽带功放进行了研究,设计了两款带宽分别为2-18GHz和0.03-3GHz的超宽带功放。基于0.25um GaAs pHEMT工艺完成了2-18 GHz分布式功放的设计。本文通过逐级缩小晶体管尺寸和漏极线特征阻抗的方式来为各级晶体管提供最佳负载阻抗.,引入了漏极并联电容来平衡输入和输出传输线的相速度;在栅极引入了RC并联电路,可以提高输入传输线的截止频率和电路的稳定性;为了满足电流密度要求,自行设计了功率放大器的漏极偏置电感。仿真结果显示小信号增益为10.7±1.2 dB,带内饱和输出功率为29.3土0.5 dBm,对应的功率附加效率在33%-47%...

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 发展与现状
    1.3 论文的主要研究内容及贡献
    1.4 论文章节安排
第2章 功率放大器概述
    2.1 共轭匹配与负载线匹配
    2.2 负载牵引技术
    2.3 功率放大器分类
        2.3.1 传统功率放大器
        2.3.2 开关类功率放大器
    2.4 功率放大器的主要技术指标
        2.4.1 工作频带
        2.4.2 输出功率
        2.4.3 增益和增益平坦度
        2.4.4 效率
        2.4.5 线性度
        2.4.6 稳定性
    2.5 本章小结
第3章 宽带放大器基本设计理论
    3.1 限制带宽的因素
        3.1.1 晶体管的增益滚降特性
        3.1.2 Bode-Fano准则
        3.1.3 宽带匹配电路的设计方法
    3.2 宽带放大器的常用结构
        3.2.1 电抗/电阻匹配放大器
        3.2.2 负反馈放大器
        3.2.3 分布式放大器
        3.2.4 平衡式放大器
    3.3 本章小结
第4章 S-K波段功率放大器的设计
    4.1 指标分析与工艺选择
        4.1.1 指标分析
        4.1.2 PP25-21工艺介绍
    4.2 分布式放大器理论
        4.2.1 传统分布式放大器理论
        4.2.2 传统分布式结构的缺点
    4.3 S-K波段分布式放大器设计
        4.3.1 偏置电压的选择
        4.3.2 漏极人工传输线的设计
        4.3.3 晶体管尺寸的选择
        4.3.4 栅极RC并联电路
        4.3.5 漏极偏置电感的设计
        4.3.6 电路设计与仿真结果
    4.4 S-K波段分布式放大器测试
        4.4.1 测试平台的搭建
        4.4.2 测试结果与分析
    4.5 S-K波段分布式放大器改进设计
        4.5.1 漏极并联电容
        4.5.2 漏极偏置电感
        4.5.3 电路设计与仿真结果
    4.6 本章小结
第5章 VHF-S波段功率放大器的设计
    5.1 指标分析
    5.2 宽带功放设计
        5.2.1 功放整体电路设计思想
        5.2.2 输出匹配电路对功放性能的影响
        5.2.3 输出级设计
        5.2.4 输入匹配和级间匹配电路设计
        5.2.5 驱动级设计
    5.3 宽带功放电路及仿真结果
        5.3.1 功放原理图与版图
        5.3.2 功放联合仿真结果
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要成果



本文编号：3788559