射频功率放大器研究与设计

论文摘要

伴随着现代无线通信的快速发展,射频功率放大器作为射频发射机的重要组成部分,它的性能优劣在很大程度上影响着通信质量。因而,对射频功率放大器的研究和设计具有重要的研究价值和实际意义。论文分析了射频功率放大器的设计原理。由于在射频系统中,由于分布参数的影响,二端口网络的是开路和短路难以获得,这就不能按照低频电路的电压和电流方法来设计和分析电路,本文借助双端口网络结构,分析了S参数对于放大器设计中的重要意义,分析了射频功率放大器的设计的技术指标,如功率放大器的增益和稳定性、非线性、交调信号等。由于射频功率放大器要工作大信号的条件下,必定存在非线性的失真,由此长生的交调信号严重影响了输出的信号,因此功率放大器的非线性研究就成为了重要和难点,论文分析了其非线性特征,并对放大器线性化技术进行了讨论。在此基础上,基于ADS仿真平台采用负载牵引原理成功设计出一款射频功率放大器,该放大器工作频率在1950MHz、输入输出驻波比小于2、输出功率达到35dBm左右、放大增益为12dB。最终的仿真结果表明达到了预期的设计要求。随着半导体器件工艺和集成电路设计技术的发展,射频1C特别是MMIC技术将会快速发展,另一方面,随着DSP技术以及数字预失真技术的发展,射频放大器的非线性将得到改善,对于提高效率,有必要采用Doherty等技术来提高放大器的性能,这些都将成为射频功率放大器设计领域的研究热点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 射频功率放大器的研究背景与意义
• 1.2 射频功率放大器的研究现状
• 1.3 论文的主要内容和结构安排
• 第二章 射频功率放大器设计的基础理论
• 2.1 二端口网络理论
• 2.2 射频功率放大器的技术指标
• 2.3 功率放大器的种类
• 2.4 本章小结
• 第三章 射频功率放大器设计原理与线性化分析
• 3.1 射频功率放大器设计的原理
• 3.1.1. 单边放大器设计（Unilateral Ampl ifier Design）
• 3.1.2. 双边放大器设计（Bilateral Amplifier Dseign）
• 3.1.3. 单边设计评价因子（Unilateral Figure of Merit,M）
• 3.1.4. 放大器的稳定条件（Stability Criteria）
• 3.2 功率放大器非线性
• 3.2.1 单级功率放大器的非线性分析
• 3.2.2 多级级联功率放大器的非线性特性分析
• 3.3 射频功率放大器线性化技术研究
• 3.3.1. 功率回退法
• 3.3.2. 负反馈技术
• 3.3.3. 预失真技术
• 3.4 放大器匹配电路的设计
• 3.4.1 匹配网络的设计方法
• 3.4.2 放大器输入匹配电路
• 3.4.3 放大器输出匹配电路
• 3.4.4 输入输出级间匹配电路
• 3.5 本章小结
• 第四章 射频功率放大器设计仿真
• 4.1 放大器设计目标
• 4.2 射频功率放大器主要的设计方法
• 4.2.1 大信号S参数设计法
• 4.2.2 Load-Pull负载牵引法
• 4.3 功率放大器的设计仿真
• 4.3.1 晶体管的选取以及其它基片和分立元件的选取
• 4.3.2 功率放大器的仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢