L波段功率放大器設(shè)計(jì)

摘要：為提高雷達(dá)的工作能力，設(shè)計(jì)一種小信號(hào)S參數(shù)的功率放大器，采用這些參數(shù)設(shè)計(jì)出的功率放大器測(cè)試得到的結(jié)果最大輸出功率得到提高，增益平坦度均符合設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：波段功率放大器；最大輸出功率；S參數(shù)

引言：

目前，隨著微波固態(tài)器件的發(fā)展，固態(tài)發(fā)射機(jī)因其可靠性高、頻帶寬、成本低等優(yōu)點(diǎn)，由而非常廣泛的應(yīng)用。因?yàn)榘l(fā)射機(jī)的重要部件是功率放大器，功率放大器的性能決定了雷達(dá)的發(fā)展；又因?yàn)槿虘B(tài)雷達(dá)發(fā)射機(jī)在L波段中有重大影響，所以發(fā)射機(jī)對(duì)L波段功率放大器的研究以及設(shè)計(jì)都有著非常重大的意義。

本文，首先使用小信號(hào)S參數(shù)依次對(duì)前置級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后使用負(fù)載牽引法對(duì)主功放進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)出一種輸出功率高、增益高的功率放大器。

1 小信號(hào)S參數(shù)

本文使用小信號(hào)S參數(shù)[1]依次對(duì)前置級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，前置級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)均需要保證最大的增益。在小信號(hào)設(shè)計(jì)中確定最佳輸出阻抗中常采用負(fù)載線法，負(fù)載線法主要是計(jì)算功率管的負(fù)載線。

小信號(hào)設(shè)計(jì)步驟如下：

Setp1：輸入功率管小信號(hào)S參數(shù)到仿真軟件中，優(yōu)化增益和輸入匹配電路。

Step2：根據(jù)功率管曲線確定器件在最大輸出功率下的漏極實(shí)部阻抗。

2 負(fù)載牽引法

負(fù)載牽引方法[2]可不斷調(diào)節(jié)輸入以及輸出端的阻抗，找到讓有源器件輸出功率最大的輸入、輸出匹配阻抗。這種方法可準(zhǔn)確測(cè)量器件在大信號(hào)條件下的最優(yōu)性能，反映出器件輸入、輸出阻抗隨頻率和輸入功率變化的特性。

采樣后的阻抗分為兩個(gè)部分：幅值和幅角，在某一個(gè)時(shí)刻，除了可將所選擇的調(diào)諧器i的k次諧波阻抗，其他的諧波阻抗皆為一固定值。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)以上方法對(duì)級(jí)聯(lián)后的放大器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)試級(jí)聯(lián)后放大器的穩(wěn)定性，將級(jí)聯(lián)放大器的輸入端接上匹配負(fù)載，分析輸出端的頻譜分析儀的信號(hào)，發(fā)現(xiàn)未產(chǎn)生自激信號(hào)，可以表明放大器性能穩(wěn)定。分析1.9-2.0GHZ的工作頻段中的放大器增益較大，均在30dB之上。

4 小結(jié)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知：采用小信號(hào)S參數(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)出的功率放大器測(cè)試得到的結(jié)果最大輸出功率得到提高，增益平坦度均符合設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭建彬，孟慶鼐，魏?jiǎn)⑤o.微波功率放大器的小信號(hào)S參數(shù)設(shè)計(jì)方法[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005（06）：588-591.

[2]伊?xí)悦龋钕梓耄u喻，劉雪飛.基于負(fù)載牽引方法的微波功率放大器仿真設(shè)計(jì)[J].應(yīng)用科技，2007（10）：24-27.

作者簡(jiǎn)介：

劉明祥（1982.05-），男，江蘇寶科電子有限公司，工程師。