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采用二极管的射频预失真毫米波功放线性化器|采​用​二​极​管​的​射​频​预​失​真​毫​米​波​功​放​线​性​化​器
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3秒自动关闭窗口S波段大功率固态功率放大器及径向波导合成器研究--《电子科技大学》2011年硕士论文
S波段大功率固态功率放大器及径向波导合成器研究
【摘要】：微波固态功率放大器(SSPA)广泛的应用于遥感,雷达,干扰,识别,移动通信等射频系统中,因其具有高可靠性,长寿命,体积小,高效率,线性度好等优点。随着半导体技术的不断发展,固态功率放大器的技术日益成熟,但由于单管输出功率有限,在某些应用方面难以达到要求,这就需要采用功率合成技术。
本文重点研究的是S波段大功率固态功率放大器系统,该系统由4路径向波导合成器合成250W功放模块输出800W功率,工作频率为2.3-2.6Ghz。250W功放模块由8个50W LDMOS FET利用平衡放大器结构合成输出。
本文从基本原理入手,首先详细介绍了功率放大器的主要指标和功率放大器设计需要考虑的问题,重点介绍了功率放大器匹配网络的设计,因为匹配网络设计的好坏直接影响功率放大器的性能指标,对这些基础理论的深入学习有助于功率放大器的设计。在此基础上,本文利用ADS软件设计了功率放大器末级管的匹配电路,并给出了详细的设计步骤,最后完成了电路的PCB版图和功率放大器的测试。该功率放大器1dB压缩点大于54dBm,其增益大于67.8dB,增益平坦度小于1.8dB,谐波和杂散均大于60dBc。测试结果表明所有指标满足技术要求。
其次,介绍了几种功率合成的方法,并比较其优缺点,重点介绍了径向波导空间功率合成技术的相关理论知识,然后以理论和软件相结合的方法,利用HFSS仿真设计了4路大功率径向波导合成器,该功率合成器的创新点在于它的输入输出接头内导体与圆盘探针是一个整体,不存在探针插入腔体深度不同而带来的误差问题,改善了功率合成器的指标,而且其抗振动性也优于传统的径向波导合成器。仿真结果显示该功率合成器输出回波损耗小于-30dB,插入损耗小于0.1dB,隔离度小于-8dB,理论合成效率达到96%,功率容量大。而最终的测试结果与仿真结果很吻合。
【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TN722.75【目录】：
ABSTRACT5-9
第一章 引言9-13
1.1 固态功率放大器的发展动态9-11
1.2 论文主要的研究工作和创新点11
1.3 论文内容安排11-13
第二章 固态功率放大器的设计13-40
2.1 功率放大器的主要指标13-17
2.1.1 输出功率13-14
2.1.2 工作效率14
2.1.3 功率增益及增益平坦度14-15
2.1.4 交调失真15-16
2.1.5 输入/输出驻波比（VSWR）16
2.1.6 噪声系数16-17
2.2 功率放大器设计需要考虑的问题17-20
2.2.1 功率晶体管的选择17
2.2.2 功率放大器的工作类型17-18
2.2.3 放大器的稳定性18-19
2.2.4 电磁兼容问题19
2.2.5 散热设计19-20
2.3 匹配网络的设计20-28
2.3.1 设计匹配网络的方法21-22
2.3.2 匹配电路的形式22-25
2.3.3 微带线匹配网络25-28
2.4 250W 功率放大器末级管的匹配电路设计28-37
2.4.1 本课题功率放大器的设计方案及主要技术指标28-30
2.4.2 末级管参数介绍30-31
2.4.3 末级管静态工作点的确定及稳定性分析31-32
2.4.4 末级管匹配电路仿真设计32-37
2.5 250W 功率放大器测试结果37-40
第三章 功率合成理论研究40-57
3.1 功率合成技术的几种方式40-47
3.1.1 芯片功率合成40-41
3.1.2 电路功率合成41-43
3.1.3 空间功率合成43-46
3.1.4 各种功率合成技术的比较46-47
3.2 径向波导空间功率合成技术47-51
3.2.1 径向波导内的场特性分析47-50
3.2.2 径向波导空间功率合成原理50-51
3.3 功率合成效率研究51-57
3.3.1 功率合成器的合成效率分析51-53
3.3.2 合成网络自身损耗对合成效率的影响53-54
3.3.3 幅度和相位的不一致性对合成效率的影响54-57
第四章 四路径向波导功率合成器设计57-66
4.1 四路径向波导功率合成器指标要求57
4.2 四路径向波导功率合成器仿真设计57-62
4.3 四路径向波导功率合成器测试结果62-64
4.4 800W 输出功率测试结果64-66
第五章 结束语66-67
参考文献68-71
硕士期间取得的科研成果71-72
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