微波固態(tài)功率放大器的研制.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，固態(tài)器件開(kāi)始廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、遙測(cè)、宇航和電子戰(zhàn)等領(lǐng)域。固態(tài)功率放大器與電子管相比，具有可靠性高、長(zhǎng)壽命、工作電壓低、故障軟化等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)射機(jī)是微波毫米波系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵部分，近年來(lái)，由于半導(dǎo)體功率器件工藝的進(jìn)步和成本的降低，微波固態(tài)發(fā)射機(jī)越來(lái)越多的為各類(lèi)微波系統(tǒng)所采用。人們常用的放大器有雙極性晶體管(BJT)、砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(GaAs MOSFET)、邊緣擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管(LDMOS FET)等，由于

2、LDMOS FET具有頻帶寬、供電方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢(shì)，所以被廣泛的應(yīng)用，本文后面兩級(jí)主要就是采用LDMOS FET晶體管。在單個(gè)器件輸出功率有限的情況下要提高系統(tǒng)的輸出功率，采用功率合成技術(shù)是一種有效的解決問(wèn)題的方法。本文針對(duì)微波固態(tài)功率放大器的技術(shù)現(xiàn)狀，并結(jié)合應(yīng)用需要，選取了推挽功率放大器，來(lái)研制脈沖輸出功率200W以上的微波固態(tài)功率放大器。
　　 論文首先介紹了微波固態(tài)功率放大器的進(jìn)展，然后從理論上闡述了微波固態(tài)功率放大器

3、的性能指標(biāo)和非線(xiàn)性分析方法，接著介紹了常用的功率合成技術(shù)，并著重介紹了推挽功率放大器。接下來(lái)，也是本文的重點(diǎn)，在方案的制定和無(wú)源電路設(shè)計(jì)過(guò)程中開(kāi)展了以下的研究分析工作：將系統(tǒng)劃分為微波功率放大器和脈沖調(diào)制器兩大模塊，采用對(duì)GaAs FET 功放芯片進(jìn)行漏極脈沖調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)良好的脈沖時(shí)域參數(shù)指標(biāo)。功率放大器采用三級(jí)放大電路來(lái)實(shí)現(xiàn)：前級(jí)放大器、驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器和末級(jí)推挽放大器，對(duì)單管功率放大器的基本匹配原理、偏置電路的設(shè)計(jì)、負(fù)載牽引技術(shù)等都做了

4、詳細(xì)的分析和研究。通過(guò)Agilent公司的高級(jí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)綜合分析軟件ADS和調(diào)用Freescale的模型庫(kù)對(duì)功放進(jìn)行仿真和優(yōu)化。并且，對(duì)設(shè)計(jì)的功率放大器制作了實(shí)物，并進(jìn)行了調(diào)試，以便驗(yàn)證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。最后對(duì)該設(shè)計(jì)電路中的不足失誤進(jìn)行分析總結(jié)。
　　 本文完成了900MHz的峰值功率大于200W的固態(tài)功率放大器的仿真和制作，測(cè)試和仿真結(jié)果表明：在900MHz可獲得的最大脈沖功率大于200W，大信號(hào)功率增益大于50dB，脈沖寬度為20