ADS小型化功率放大器模块研究+文献综述(2)
4.2.1 设计指标 27
4.2.2 PCB电路板 28
第五章 总结 29
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪 论
1.1 课题研究的目的和意义
功率放大器目前的应用已经非常广泛，如在通信系统的发射设备和接收设备中，为了实现信号远距离的有效传输，需要发射机有大的输出功率，否则接收到的信号会被湮没在噪声中，从而大大增加了接受的难度，甚至无法完成通信[1]。对于接收机而言，往往需要接受十分微弱的信号，一般在微伏量级，要恢复出这样的小信号，也必须利用放大器来实现。
放大器作为无线通信必不可少的部分，对通信质量起着决定性作用。如在有源相控阵雷达中，功率放大器就占有举足轻重的地位， 组件是有源相控阵雷达最重要的组成部件之一，而 组件的主要组成就是功率放大器， 组件设计的性能要求为较高功率输出、高可靠性、小体积、低重量还有低成本，而以上这些技术参数都决定于功率放大器[2]。更贴近生活的如个人移动电话通信，射频功率放大器的效率很大程度上决定了手机通话和待机的时间[3]。
放大器的性能从一定程度上决定着通信系统的性能。从稳定性方面考虑，如果放大器不能够稳定的工作，就会在整个系统中产生自激效应，导致整个系统无法正常工作。从功耗方面来说，发射机的功耗中有大一部分是来自于功率放大器；如果放大器功耗太大，不仅会消耗能量，还会产生大量的热，同时热噪声也会增大。所以，设计出稳定可靠、低功耗、集成度高的放大器对通信系统来说尤其重要。射频功率放大器与低噪声放大器相比有更高的要求，除了要满足指标要求的增益、输入输出驻波比、稳定性、噪声系数等，还要重点考虑输出功率能否达到要求、大功率输出状态下的非线性失真以及放大器的效率。
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要的研究工作和结构安排
一是介绍总结了射频放大电路的基本理论和射频功率放大器的设计理论，包括散射参量、阻抗匹配、放大器的性能指标和稳定性分析。
二是主要使用了 ADS 软件，在基于晶体管AT32011射频功率放大器的设计过程中进行辅助分析设计。对放大器进行直流特性分析、S参数仿真、封装模型仿真，设计出了匹配网络和偏置网络。重点进行了谐波平衡仿真，得到电路的各项性能参数仿真图并进行了适当的分析。
三是利用HITTITE公司的两种芯片设计了一个两级功率放大电路，并且画出了PCB版图。
第二章 射频放大电路的基本理论
2.1 非线性有源器件的等效模型
在进行射频电路的设计时, 功率放大器、振荡器、小信号放大器和有源混频器经常被用到。因此,有源器件扮演了重要的角色。在高频段,占主导地位的常常会是分布参数,因此我们在分析设计时需要考虑到分布参数的影响，如封装等。
晶体管模型按信号幅度大小可以分成大信号和小信号模型。大信号模型分析起来是比较复杂的，而小信号模型就相对来说容易一些。大信号即射频信号幅度很高，是一个非线性模型,电压和电流之间的关系是非线性的。小信号即射频信号的幅度很低, 是一个线性模型, 电压和电流之间的关系是线性的。
2.2 双端口网络散射参量
散射参量的概念在射频电路的设计中是最常用的概念之一，也是很多射频器件的数据手册中表征器件性能的重要参数。在射频系统中，由于终端短路导线本身是存在电感的，而这个电感在高频下会变得很大，终端开路的导线也会形成负载电容，所以终端短路、开路条件下，Z参量、Y参量、h参量以及ABCD参量都不再严格的成立,所以必须引入新的参量，而散射参量可以避免这些不可实现的理想终端条件[6]。这也是S参数在射频电路中得到广泛应用的原因。