毫米波高功率放大器设计

论文摘要

在毫米波系统中，毫米波信号源输出功率一直是技术发展的一个瓶颈。本论文在对国内外毫米波功率放大器分析的基础上，仿真设计了输出功率高达5W的毫米波(28GHz～30GHz)高功率放大器。文中所做的研究对今后国内毫米波高功率放大器设计有一定的借鉴价值。对功分／功合网络的分析和设计是本论文的重点，文中根据传输线模型对功分／功合网络进行了分析，通过对几种常用功分／功合网络的比较，选用传统的Wilkinson结构形式，采用薄膜工艺实现。本论文借用ADS软件对功分／功合网络进行了优化设计，获得的四路功率合成网络的合成效率可达85％。论文还对微带——矩形波导转换结构进行了研究，微带——矩形波导转换选用探针型转换结构，运用HFSS进行优化设计，在整个频段范围内，得到的插损小于0.1dB，驻波比小于1.25。通过对金丝互联结构的研究，确定在毫米波放大器中选用双金丝互联结构进行连接。由于放大器的输出功率较高，散热将成为放大器设计中必须考虑的一个重要问题，因此，本文对放大器的散热模型进行了调研、讨论。此外，对芯片安装也进行了简单描述。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外相关研究发展动态
• 1.3 本论文研究内容
• 2 总体方案设计
• 2.1 主要技术指标及其定义
• 2.1.1 主要技术指标
• 2.1.2 指标定义
• 2.2 功率放大器方案的选择
• 2.2.1 总体方案选择
• 3 功率分配、合成网络设计
• 3.1 引言
• 3.2 功率分配器、合成器设计
• 3.2.1 工艺和基片的选择
• 3.2.2 薄膜工艺
• 3.2.3 Wilkinson功分器/功合器原理
• 3.2.4 功率分配、合成效率分析
• 3.2.5 功率分配器、合成器仿真设计
• 4 微带——矩形波导过渡
• 4.1 引言
• 4.2 微带——矩形波导设计
• 4.2.1 结构形式
• 4.2.2 仿真设计
• 5 系统仿真设计
• 5.1 引言
• 5.2 偏置电路
• 5.2.1 厚膜工艺
• 5.3 金丝互联结构的影响
• 5.4 整体电路仿真
• 6 功放安装与测试方案
• 6.1 功放安装
• 6.1.1 功放散热研究
• 6.2 功率放大器的测试方案
• 6.2.1 输出功率、功率附加效率测试
• 6.2.2 传输增益、驻波测试
• 6.2.3 三阶交调测试
• 6.2.4 谐波、杂散测试
• 7 结论
• 致谢
• 参考资料