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C波段射频功率放大器的研究

作　者: 娄崇义
导　师: 陈殿仁
学　校: 长春理工大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: C波段氮化镓高电子迁移管偏置电路阻抗匹配小信号S参数法
分类号: TN722.75
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

本文基于某舰载雷达项目的要求,对一种C波段射频功率放大器进行了研究、设计和测试。对射频功率放大器的理论基础、相关技术和设计方法进行了研究。根据项目的设计指标要求,通过对其进行分析和研究,最终采用两级放大的电路结构,包括驱动级和功放级。在功放级选用了GaN HMET,使用ADS软件利用小信号S参数法对功放级进行了设计和仿真,最终通过S参数优化设计,得到较好的仿真结果。驱动级选用内匹配的C波段功率放大模块并设计了其偏置电路。设计了定序偏置特点的供电控制电路。最后调试和测试功率放大器的各项性能指标。通过对功率放大器测试来验证设计的好坏,结果表明：在4-6.5GHz频带内,饱和输出功率大于38.5dBm,增益大于38dB,增益平坦度小于2dB,输入输出驻波比小于2：1,效率在25%左右。最终测试结果符合项目设计要求。该功放具有频带宽、高增益平坦度、驻波小、功耗低等优点。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-12
  1.1 研究的目的和意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 课题研究背景  10
  1.4 主要研究内容  10-12
第2章射频功率放大器设计的理论基础  12-30
  2.1 射频电路基本理论  12-19
    2.1.1 二端口网络S参数  12-16
    2.1.2 主要性能参数指标  16-18
    2.1.3 功率放大器的分类及特点  18-19
  2.2 射频功率放大器的设计要点  19-22
    2.2.1 元器件的选择  19-20
    2.2.2 电路形式  20
    2.2.3 放大器的工作类型  20
    2.2.4 放大器的接地方式  20
    2.2.5 偏置电路的设计  20-21
    2.2.6 电磁兼容设计  21
    2.2.7 散热设计  21-22
  2.3 阻抗匹配网络的设计  22-26
    2.3.1 完全共轭匹配  23-24
    2.3.2 输入输出匹配电路  24-25
    2.3.3 级间匹配电路  25
    2.3.4 微带线计算  25-26
  2.4 射频功放的设计方法  26-30
    2.4.1 S参数小信号分析法  26-28
    2.4.2 负载牵引分析法  28
    2.4.3 大信号参数设计方法  28
    2.4.4 动态阻抗法  28-30
第3章 C波段射频功率放大器的设计  30-49
  3.1 整体设计方案  30
    3.1.1 设计指标要求  30
    3.1.2 整体方案确定  30
  3.2 功放级电路设计  30-43
    3.2.1 S参数仿真  31-33
    3.2.2 直流偏置仿真  33-35
    3.2.3 偏置电路设计  35-38
    3.2.4 匹配电路设计  38-40
    3.2.5 功放级电路仿真  40-43
  3.3 驱动级电路设计  43-45
  3.4 供电电路设计  45-47
  3.5 功放电磁兼容和散热问题考虑  47-49
第4章 C波段射频功率放大器的测试与分析  49-56
  4.1 调试和测试方法  49-52
    4.1.1 调试方法  49-50
    4.1.2 测试方案  50-52
  4.2 功率放大器整体调试  52-53
    4.2.1 供电控制电路调试  52-53
    4.2.2 射频电路调试  53
  4.3 功率放大器性能测试和分析  53-56
第5章总结  56-57
参考文献  57-59
作者简介及科研成果  59-60
致谢  60

C波段射频功率放大器的研究

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