微波固態(tài)高功率放大器研究.pdf

1、隨著微波固態(tài)高功率放大器的不斷發(fā)展,高功率器件不僅在雷達(dá)技術(shù)和無線通信技術(shù)中的應(yīng)用變得越來越廣泛,而且也使得我們對微波固態(tài)高功率放大器的輸出功率和功率附加效率的要求變得越來越高。因此,功率合成技術(shù)成為提高雷達(dá)和無線通信系統(tǒng)輸出功率的最為簡單而行之有效的手段之一,它不僅具有較高的研究價值,而且也能在實際的應(yīng)用中發(fā)揮著重要的作用?？v觀近幾十年微波固態(tài)功率放大器的歷程,微波功率合成技術(shù)正在朝著高頻、多路和寬帶的方向發(fā)展。
　　本項目主要

2、是對X波段(8.5-9.5GHz)微波固態(tài)高功率放大器的內(nèi)匹配合成技術(shù)進行研究,比如晶體管內(nèi)匹配技術(shù)、功率分配/合成技術(shù)、直流偏置技術(shù)等。采用理論分析與實際微波電路仿真相結(jié)合的方法,根據(jù)HEMT管芯的輸入輸出阻抗和輸出功率的特點,設(shè)計出一款基于內(nèi)匹配技術(shù)的兩路合成的高功率放大器,最后進行原理圖仿真、版圖-原理圖聯(lián)合仿真、加工封裝和調(diào)試等工作。
　　基于微波固態(tài)高功率放大器高的輸出功率、高的功率效率和高的增益“三高”指標(biāo)。本文首先深

3、入了解高功率和高效率功率放大器的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本理論,然后在此基礎(chǔ)上進行了研究和分析,找出該電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與效率和穩(wěn)定性的相關(guān)關(guān)系,并制定出指標(biāo)的分配方案、器件的選購方案和電路原理圖的設(shè)計方案等工作。其次,根據(jù)分配的指標(biāo)設(shè)計一款輸出功率達(dá)到40W的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),再借助安捷倫ADS軟件進行建模和版圖-原理圖聯(lián)合仿真,對放大器的偏置電路和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行研究分析,以及采用負(fù)載牽引(Load-Pull)方法測量該晶體管管芯在中心頻點9GHz處

4、的最大輸出功率和最大功率效率點的輸入輸出阻抗,并結(jié)合Smith圓圖匹配方法,設(shè)計出內(nèi)匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和偏置電路結(jié)構(gòu)。最后,對整體電路結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化仿真,設(shè)計測試腔體結(jié)構(gòu),根據(jù)仿真結(jié)果畫 PCB加工版圖及加工該放大器電路版圖和測試腔體結(jié)構(gòu),并對該電路進行整體的測試。
　　兩路合成微波固態(tài)高功率放大器由偏置電路結(jié)構(gòu)、“T”型功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、輸入輸出內(nèi)匹配結(jié)構(gòu)、LCL濾波網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和HEMT管芯等設(shè)計出的內(nèi)匹配電