宽带线性功率放大器研制

论文摘要

随着雷达技术的不断发展,出现了许多新体制雷达,如雷达-电子战-通信一体化、多波束雷达等,它们对固态功率放大器都提出了宽带、线性、大功率等需求。本课题正是在这种需求的牵引下提出的,旨在研制一种L波段宽带线性功率放大器。由于该功放要求工作频带宽,线性度较高,且能脉冲或连续波工作,因此在理论设计上笔者采用了宽带匹配、功率回退、漏极电源调制等技术。考虑到放大器输出功率可控,还讨论了自动功率控制技术。在实践中精心设计电路,并且配合EDA软件仿真,最终达到所要求的指标。本文首先分析了放大器的非线性特性,尤其是在大信号条件下,它的非线性特征,这是设计线性功放必备的基础;接着介绍了当今一些前沿的功放线性化方法,例如预失真和前馈技术;然后详细讨论了宽带匹配技术;最后具体叙述了本课题功放的具体设计、各个模块的功能的实现,并给出了功放的测试结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 线性功率放大器国内外的研究现状
• 1.3 本课题主要的研究工作
• 1.4 论文的结构
• 2 功率放大器的特性分析
• 2.1 概述
• 2.2 功率放大器的主要性能指标
• 2.3 功率放大器的大信号模型
• 2.4 功率放大器的非线性特性分析
• 2.4.1 幅度非线性失真
• 2.4.2 调幅-调相转换效应
• 2.4.3 偏置调制效应
• 2.5 功率放大器的稳定性
• 2.6 功率放大器的过激励状态
• 3 功率放大器的线性化技术
• 3.1 概述
• 3.2 功率回退法
• 3.3 负反馈法
• 3.4 预失真法
• 3.5 前馈法
• 4 宽带功率放大器设计
• 4.1 概述
• 4.2 宽带匹配网络设计
• 4.2.1 多节并联导纳匹配法
• 4.2.2 渐变线匹配法
• 4.2.3 1/4波长多阶梯阻抗变换器匹配法
• 4.2.4 变阻滤波器匹配法
• 4.2.5 传输变压器法
• 5 宽带线性功率放大器的研制
• 5.1 概述
• 5.2 宽带线性功率放大器的组成和工作原理
• 5.3 宽带线性功率放大器的设计
• 5.3.1 功率晶体管的选择
• 5.3.2 采用回退法提高晶体管线性性能
• 5.3.3 宽带匹配电路设计
• 5.3.4 漏极馈电电路设计
• 5.3.5 栅极偏置电路设计
• 5.3.6 漏极电源调制电路设计
• 5.3.7 自动功率控制电路设计
• 5.4 宽带线性功率放大器的实现和测试
• 5.4.1 宽带线性功率放大器的实现
• 5.4.2 线性功率放大器的测试方法
• 5.4.3 线性功率放大器的测试结果
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献