一种2.4GHz的功率放大器的设计.docx

摘要:本课题介绍了射频功率放大器应用前景和基础理论，提出一种在ADS软件环境下设计和仿真的一个工作在2.4GHz射频功率放大器的设计方法，并且对其稳定性、输入输出匹配、S参数等进行了仿真，并且给出了简明的设计步骤。运用负载牵引技术与源牵引技术相结合的措施对射频功率放大器进行设计，使得射频功率放大器达到最大的输出功率。该功率放大器指标要求为在工作于2.4GHz时输出功率达到30dBm，效率大于25%，增益大于14dB，S11小于-20dBm，在平均功率为2W（包络峰值PEP输出为4W）时的IMD3小于-20dB，仿真得到的实验研究结果符合规定的设计指标。

关键词：射频功率放大器；ADS；输入输出匹配；负载牵引；源牵引

目录

摘要

Abstract

第1章  绪论-3

1.1  概述-3

1.2  功率放大器的应用-3

1.3  ADS软件简介-4

1.4  本课题的设计目的-4

1.5  本课题的设计意义-5

1.6  本课题的研究方法及主要工作-5

第2章  射频功率放大器基础理论-5

2.1  功率放大器的功能-6

2.2  功率放大器的性能指标-6

2.2.1  中心频率-6

2.2.2  稳定性-6

2.2.3  输出功率-7

2.2.4  效率-7

2.2.5  功率增益及增益平坦度-8

2.2.6  线性度-8

2.3 功率放大器的分类-10

2.3.1  A类功率放大器-11

2.3.2  AB类功率放大器-12

2.3.3  B类功率放大器-12

2.3.4  C类功率放大器-12

2.3.5  开关模式功率放大器-13

第3章  射频功率放大器设计方法分析-14

3.1  基本电路结构-15

3.2  负载牵引原理-15

3.3  S参数-16

3.4  史密斯圆图-16

3.5  一般功放特性仿真简要步骤-17

第4章  射频功率放大器的设计与仿真-17

4.1  射频功率放大器的主要技术指标要求-17

4.2  直流扫描-18

4.3  稳定性分析-19

4.4  LoadPull-20

4.5  SourcePull-22

4.6  Smith圆图匹配-24

4.6.1  输出匹配电路建立-24

4.6.2  输出匹配理想传输线转化为微带线-26

4.6.3  输入匹配电路设计-27

4.6.4  输入匹配理想传输线转化为微带线-29

4.7  偏置电路设计-30

4.7.1  输出匹配带偏置电路设计-31

4.7.2  输入匹配带偏置电路设计-32

4.8  S参数仿真-33

4.8.1  S参数原理图建立和仿真-33

4.8.2  原理图生成Symbol-34

4.9  HB仿真-35

4.9.1  1-Tone Nonlinear Simuations-35

4.9.2  2-Tone Nonlinear Simulations-37

4.10  版图Layout-38

4.11  版图和原理图联合仿真-40

4.11.1  联合S参数仿真-40

4.11.2  联合1-Tone Nonlinear Simulations-41

4.11.3  联合2-Tone Nonlinear Simulations-42

4.12 小结-43

第5章  结束语-43

参考文献-44

致谢-45