基于负载牵引方法的微波功率放大器仿真设计

第３４卷第１０期２００７年１０月

应用科技

Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖｏｌ．３４，№．１０

Ｏｃｔ．２００７

文章编号：１００９－６７１Ｘ（２００７）１０－００２４－０４

基于负载牵引方法的微波功率放大器仿真设计

伊晓萌，李翔麟，邹　喻，刘雪飞

（哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）

摘　要：微波功率放大器是通信系统中的关键器件．这里描述了基于ＥＤＡ技术下３．５５ＧＨｚ的可用于Ｗ－ＣＤＭＡ基站的微波功率放大器的设计方法．利用厂家提供的非线性模型进行仿真设计，通过直流仿真来确定其偏置，利用负载牵引技术来确定最佳输入输出阻抗，设计出输入和输出匹配网络．对整个设计进行测试，得到了具有高输出功率，一定效率的功率放大器，适用于线性基站应用．关键词：微波功率放大器；负载牵引；非线性仿真；ＧａＡｓ晶体管中图分类号：ＴＮ７２２　　　文献标识码：Ａ

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｕｓｉｎｇｌｏａｄ－ｐｕｌｌｍｅｔｈｏｄ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）

ＹＩＸｉａｏ－ｍｅｎｇ，ＬＩＸｉａｎｇ－ｌｉｎ，ＺＯＵＹｕ，ＬＩＵＸｕｅ－ｆｅｉ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｓｔｈｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ

ｍｅｔｈｏｄｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｆｏｒ３．５５ＧＨｚＷ－ＣＤＭＡｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄｂａｓｅｄｏｎＥＤＡ．Ｔｈｅｓｉｍｕ－ｌａｔｉｏｎｗａｓｍａｄｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｍｏｄｅｌｏｆｆｅｒｅｄｂｙｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ．ＴｈｅｂｉａｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＤＣｓｉｍ－ｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｏｕｒｃｅａｎｄｌｏａｄｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｗｉｔｈｌｏａｄ－ｐｕｌｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｎｔｈｅｉｎｐｕｔ－ｏｕｔｐｕｔｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｉｓａｍｐｌｉｆｉｅｒｐｏｓｓｅｓｓｅｓｈｉｇｈｏｕｔｐｕｔｐｏｗ－ｅｒａｎｄｂｅｔｔｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｃｈｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｆｏｒｌｉｎｅａｒｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ｌｏａｄ－ｐｕｌｌ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＧａＡｓｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ　　微波功率放大器是无线通信、雷达、电子对抗中的关键器件，主要的作用是将信号放大到一定的功率，和小信号放大器不同，功放的输出功率是最重要的指标．为了让有源器件输出功率达到最大，微波功率放大器一般工作在大信号状态下，表现出很强的非线性特性，产生了一系列的失真．传统的基于线性理论的小信号放大器设计已经不适用于微波功率放大器的设计

［１］

有源器件的非线性模型，进行负载牵引的仿真设计．

文中描述了基于ＥＤＡ技术的微波功率放大器的设计方法，利用ＡｇｉｌｅｎｔＡＤＳ软件对有源器件进行负载牵引，然后分别设计输入和输出网络，并且进行了优化，给出了输出功率、增益、１ｄＢ压缩点等指标．

１　器件的选择

在设计功率放大器之前，必须先根据要求选择有源器件，根据要求的带宽、增益、输出功率，选择最合适的器件，由于本文是进行仿真设计需要精确的非线性模型，在众多厂商中Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ提供的非线性模型最好，因此本设计使用该厂商的ＭＲＦＧ３５０１０，这是一个ＧａＡｓ金属半导体场效应管晶体管．ＧａＡｓ

．负载牵引是设计微波功放领域一种

流行的方法，该方法可以在没有大信号Ｓ参数的情况下，通过不断变化负载阻抗（同时保证输入阻抗匹配），找到可以让有源器件输出功率最大的输出阻抗，同理也可以找到有源器件效率最高的输出阻抗．实际的负载牵引系统的搭建很复杂，有很高的要求，造价昂贵．随着当代ＥＤＡ技术的发展，可以利用

收稿日期：２００７－０３－３０．作者简介：伊晓萌（１９８２－），男，硕士研究生，主要研究方向：电磁场与微波技术，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｘｉａｏｍｅｎｇ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ．

ＭＥＳＦＥＴ是微波领域广泛使用的器件，它具有输出３．６ＧＨｚ，工作电压１２Ｖ，具有高增益，高效率，高线性特点，工作在Ａ类或者ＡＢ类状态，适合应用于

功率大，噪声 …… 此处隐藏：3080字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……