射頻功率放大器與微帶電路設(shè)計(jì)

李堯

摘 要：功率放大器作為無線通信系統(tǒng)中核心部件，對于無線通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量有著突出的作用和影響，尤其是隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展以及移動(dòng)通信用戶數(shù)量的不斷增加，進(jìn)行功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)研究，具有十分突出的作用意義和影響。本文將以射頻功率放大器為例，在對于射頻功率放大器的工作原理分析基礎(chǔ)上，采用ADS軟件進(jìn)行射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)分析，以促進(jìn)射頻功率放大器在無線通信領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：射頻 功率放大器 電路設(shè)計(jì) 無線通信 設(shè)計(jì)

中圖分類號：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0087-02

在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中，GaN高電子遷移率晶體管作為最新的半導(dǎo)體功率器件，由于其本身具有寬禁帶以及擊穿場強(qiáng)高、功率密度高等特征優(yōu)勢，在高頻以及高功率的功率器件中具有較為突出的適用性，在電子信息系統(tǒng)性能提升方面具有較為明顯和突出的作用優(yōu)勢，在無線通信技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛。針對這一情況，本文在進(jìn)行射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)中，專門采用ADS仿真軟件對于射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析，并對于仿真設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的射頻功率放大器在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用和參數(shù)設(shè)置進(jìn)行分析論述，以提高射頻功率放大器的設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。

1 射頻功率放大器的結(jié)構(gòu)原理分析

結(jié)合功率放大器在無線通信系統(tǒng)中的功能作用以及對于無線通信技術(shù)的影響，在進(jìn)行射頻功率放大器的設(shè)計(jì)中，結(jié)合要進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的射頻功率放大器的工作頻帶以及輸出功率等特點(diǎn)要求，以滿足射頻功率放大器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用要求。在進(jìn)行本文中的射頻功率放大器設(shè)計(jì)中，主要通過分級設(shè)計(jì)與級聯(lián)設(shè)置的方式，首先進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級以及驅(qū)動(dòng)級設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，最終通過電路設(shè)計(jì)對于射頻功率放大器的兩個(gè)不同級進(jìn)行連接，以在無線通信中實(shí)現(xiàn)其作用功能的發(fā)揮，完成對于射頻功率放大器的設(shè)計(jì)。需要注意的是，在進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)用GaN高電子遷移率晶體管進(jìn)行射頻功率放大器功率放大級結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在功率放大級結(jié)構(gòu)模塊的電路設(shè)計(jì)中，注重對于輸出功率保障的設(shè)計(jì)；其次，在進(jìn)行射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，以C波段的功率放大模塊設(shè)置為主，電路設(shè)計(jì)則以增益提升設(shè)計(jì)為主，并對于增益平坦度和輸出輸入駐波進(jìn)行保障。如圖1所示，即為射頻功率放大器的功率放大級模塊設(shè)計(jì)示意圖。

2 射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)分析

結(jié)合上述對于射頻功率放大器的結(jié)構(gòu)原理分析，在進(jìn)行射頻功率放大器的設(shè)計(jì)中，主要包括射頻功率放大器的功率放大級設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)級水，此外，對于射頻功率放大器電路的設(shè)計(jì)，也需要結(jié)合兩個(gè)結(jié)構(gòu)模塊的實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。

2.1 射頻功率放大器的功率放大級模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級模塊設(shè)計(jì)中，主要采用GaN高電子遷移率晶體管進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，需要注意的是，在應(yīng)用GaN高電子遷移率晶體管進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，由于GaN高電子遷移率晶體管目前還不具有較大的信號模型，因此，在進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，注意結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)需求進(jìn)行選擇應(yīng)用。在進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，通過直流偏置仿真設(shè)計(jì)對于氮化鎵管子的靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行確定，也就是實(shí)現(xiàn)氮化鎵管子的漏極電流以及漏極偏置電壓、柵極偏置電壓等參數(shù)的確定，在對于上述氮化鎵管子靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行確定后，通過ADS仿真軟件實(shí)現(xiàn)場效應(yīng)管直流的仿真設(shè)計(jì)，同時(shí)注意在仿真設(shè)計(jì)中進(jìn)行二端口模型的添加，并結(jié)合上述GaN高電子遷移率晶體管的信號模型情況，進(jìn)行S參數(shù)信號的編輯導(dǎo)入，同時(shí)進(jìn)行直流偏置仿真控件的加入，進(jìn)行相關(guān)數(shù)值的確定，以實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器的功率放大級設(shè)計(jì)。

此外，在進(jìn)行射頻功率放大器功率放大級負(fù)載阻抗的設(shè)計(jì)中，根據(jù)相關(guān)理論，在負(fù)載阻抗與網(wǎng)絡(luò)匹配良好的情況下，負(fù)載阻抗的共軛復(fù)數(shù)與網(wǎng)絡(luò)的輸出阻抗值是相同的，因此，就可以通過計(jì)算對于射頻功率放大器功率放大級負(fù)載阻抗值進(jìn)行分析得出，實(shí)際上也就是它的共軛復(fù)數(shù)值。同時(shí)，在進(jìn)行功率放大級設(shè)計(jì)中，結(jié)合封裝參數(shù)輸出端的阻抗模型，設(shè)計(jì)中為了實(shí)現(xiàn)場效應(yīng)管輸出電路匹配的優(yōu)化，以為輸出電路進(jìn)行準(zhǔn)確的負(fù)載阻抗提供，還需要在設(shè)計(jì)過程中將場效應(yīng)管的封裝參數(shù)在輸出匹配電路中進(jìn)行設(shè)計(jì)體現(xiàn)，因此就需要對于Cds參數(shù)值進(jìn)行求取。

最后，在射頻功率放大器功率放大級設(shè)計(jì)中，偏置電路主要是用于將直流供電結(jié)構(gòu)模塊中所提供的電壓附加在功率放大器的柵極與漏極中，并實(shí)現(xiàn)射頻信號以及濾波的隔離和電路穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行功率放大級的電路設(shè)計(jì)中，注意使用ADS軟件工具對于微帶線尺寸進(jìn)行計(jì)算，病毒與全匹配電路進(jìn)行微帶線設(shè)計(jì)，同時(shí)通過柵極偏置電路與漏極饋電電路，以實(shí)現(xiàn)功率放大級的電路設(shè)計(jì)。此外，在進(jìn)行功率放大級模塊設(shè)計(jì)中，還應(yīng)注意對于模塊中的任意功率放大芯片，都需要進(jìn)行相關(guān)的穩(wěn)定性分析，以避免對于射頻功率放大器的作用性能產(chǎn)生影響。

2.2 射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級模塊設(shè)計(jì)中，主要通過C波段功率放大模塊進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)用。其中，在對于驅(qū)動(dòng)級模塊的參數(shù)設(shè)置中，對于輸出、輸入?yún)?shù)均以內(nèi)匹配方式進(jìn)行匹配獲取。對于射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級設(shè)計(jì)來講，進(jìn)行功率放大模塊偏置電路的合理設(shè)計(jì)，是該部分設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容。

最后，在進(jìn)行射頻功率放大器的電路設(shè)計(jì)中，在進(jìn)行功率放大模塊電路設(shè)計(jì)中，GaN HEMT結(jié)構(gòu)部分需要進(jìn)行柵壓的增加設(shè)置，并且需要注意柵壓多為負(fù)壓，在此基礎(chǔ)上還需要進(jìn)行漏壓增加設(shè)置。值得注意的是，在進(jìn)行射頻功率放大器的偏置電路設(shè)計(jì)斷開同時(shí)，對于柵壓和漏壓的斷開順序剛好相反，以避免對于功放管造成損壞。

3 結(jié)語

總之，射頻功率放大器作為無線通信技術(shù)領(lǐng)域的重要器件，對于無線通信技術(shù)的發(fā)展以及通信質(zhì)量提升都有重要作用和影響，進(jìn)行射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)分析，具有積極作用和價(jià)值意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈明，耿波，于沛玲.一種射頻大功率放大器電源偏置電路設(shè)計(jì)方法[J].中國科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào)，2006（1）.

[2] 陳玉梅，錢光弟，龔蘭.30MHz-512MHz寬帶功率放大器的研制[J].中國測試技術(shù)，2007（2）.

[3] 張雷，洪偉，周健義，等.3.5 GHz WiMAX射頻功率放大器的實(shí)現(xiàn)及其預(yù)失真模型[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010（6）.endprint

摘 要：功率放大器作為無線通信系統(tǒng)中核心部件，對于無線通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量有著突出的作用和影響，尤其是隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展以及移動(dòng)通信用戶數(shù)量的不斷增加，進(jìn)行功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)研究，具有十分突出的作用意義和影響。本文將以射頻功率放大器為例，在對于射頻功率放大器的工作原理分析基礎(chǔ)上，采用ADS軟件進(jìn)行射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)分析，以促進(jìn)射頻功率放大器在無線通信領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：射頻 功率放大器 電路設(shè)計(jì) 無線通信 設(shè)計(jì)

中圖分類號：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0087-02

在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中，GaN高電子遷移率晶體管作為最新的半導(dǎo)體功率器件，由于其本身具有寬禁帶以及擊穿場強(qiáng)高、功率密度高等特征優(yōu)勢，在高頻以及高功率的功率器件中具有較為突出的適用性，在電子信息系統(tǒng)性能提升方面具有較為明顯和突出的作用優(yōu)勢，在無線通信技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛。針對這一情況，本文在進(jìn)行射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)中，專門采用ADS仿真軟件對于射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析，并對于仿真設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的射頻功率放大器在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用和參數(shù)設(shè)置進(jìn)行分析論述，以提高射頻功率放大器的設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。

1 射頻功率放大器的結(jié)構(gòu)原理分析

結(jié)合功率放大器在無線通信系統(tǒng)中的功能作用以及對于無線通信技術(shù)的影響，在進(jìn)行射頻功率放大器的設(shè)計(jì)中，結(jié)合要進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的射頻功率放大器的工作頻帶以及輸出功率等特點(diǎn)要求，以滿足射頻功率放大器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用要求。在進(jìn)行本文中的射頻功率放大器設(shè)計(jì)中，主要通過分級設(shè)計(jì)與級聯(lián)設(shè)置的方式，首先進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級以及驅(qū)動(dòng)級設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，最終通過電路設(shè)計(jì)對于射頻功率放大器的兩個(gè)不同級進(jìn)行連接，以在無線通信中實(shí)現(xiàn)其作用功能的發(fā)揮，完成對于射頻功率放大器的設(shè)計(jì)。需要注意的是，在進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)用GaN高電子遷移率晶體管進(jìn)行射頻功率放大器功率放大級結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在功率放大級結(jié)構(gòu)模塊的電路設(shè)計(jì)中，注重對于輸出功率保障的設(shè)計(jì)；其次，在進(jìn)行射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，以C波段的功率放大模塊設(shè)置為主，電路設(shè)計(jì)則以增益提升設(shè)計(jì)為主，并對于增益平坦度和輸出輸入駐波進(jìn)行保障。如圖1所示，即為射頻功率放大器的功率放大級模塊設(shè)計(jì)示意圖。

2 射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)分析

結(jié)合上述對于射頻功率放大器的結(jié)構(gòu)原理分析，在進(jìn)行射頻功率放大器的設(shè)計(jì)中，主要包括射頻功率放大器的功率放大級設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)級水，此外，對于射頻功率放大器電路的設(shè)計(jì)，也需要結(jié)合兩個(gè)結(jié)構(gòu)模塊的實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。

2.1 射頻功率放大器的功率放大級模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級模塊設(shè)計(jì)中，主要采用GaN高電子遷移率晶體管進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，需要注意的是，在應(yīng)用GaN高電子遷移率晶體管進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，由于GaN高電子遷移率晶體管目前還不具有較大的信號模型，因此，在進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，注意結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)需求進(jìn)行選擇應(yīng)用。在進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，通過直流偏置仿真設(shè)計(jì)對于氮化鎵管子的靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行確定，也就是實(shí)現(xiàn)氮化鎵管子的漏極電流以及漏極偏置電壓、柵極偏置電壓等參數(shù)的確定，在對于上述氮化鎵管子靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行確定后，通過ADS仿真軟件實(shí)現(xiàn)場效應(yīng)管直流的仿真設(shè)計(jì)，同時(shí)注意在仿真設(shè)計(jì)中進(jìn)行二端口模型的添加，并結(jié)合上述GaN高電子遷移率晶體管的信號模型情況，進(jìn)行S參數(shù)信號的編輯導(dǎo)入，同時(shí)進(jìn)行直流偏置仿真控件的加入，進(jìn)行相關(guān)數(shù)值的確定，以實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器的功率放大級設(shè)計(jì)。

此外，在進(jìn)行射頻功率放大器功率放大級負(fù)載阻抗的設(shè)計(jì)中，根據(jù)相關(guān)理論，在負(fù)載阻抗與網(wǎng)絡(luò)匹配良好的情況下，負(fù)載阻抗的共軛復(fù)數(shù)與網(wǎng)絡(luò)的輸出阻抗值是相同的，因此，就可以通過計(jì)算對于射頻功率放大器功率放大級負(fù)載阻抗值進(jìn)行分析得出，實(shí)際上也就是它的共軛復(fù)數(shù)值。同時(shí)，在進(jìn)行功率放大級設(shè)計(jì)中，結(jié)合封裝參數(shù)輸出端的阻抗模型，設(shè)計(jì)中為了實(shí)現(xiàn)場效應(yīng)管輸出電路匹配的優(yōu)化，以為輸出電路進(jìn)行準(zhǔn)確的負(fù)載阻抗提供，還需要在設(shè)計(jì)過程中將場效應(yīng)管的封裝參數(shù)在輸出匹配電路中進(jìn)行設(shè)計(jì)體現(xiàn)，因此就需要對于Cds參數(shù)值進(jìn)行求取。

最后，在射頻功率放大器功率放大級設(shè)計(jì)中，偏置電路主要是用于將直流供電結(jié)構(gòu)模塊中所提供的電壓附加在功率放大器的柵極與漏極中，并實(shí)現(xiàn)射頻信號以及濾波的隔離和電路穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行功率放大級的電路設(shè)計(jì)中，注意使用ADS軟件工具對于微帶線尺寸進(jìn)行計(jì)算，病毒與全匹配電路進(jìn)行微帶線設(shè)計(jì)，同時(shí)通過柵極偏置電路與漏極饋電電路，以實(shí)現(xiàn)功率放大級的電路設(shè)計(jì)。此外，在進(jìn)行功率放大級模塊設(shè)計(jì)中，還應(yīng)注意對于模塊中的任意功率放大芯片，都需要進(jìn)行相關(guān)的穩(wěn)定性分析，以避免對于射頻功率放大器的作用性能產(chǎn)生影響。

2.2 射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級模塊設(shè)計(jì)中，主要通過C波段功率放大模塊進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)用。其中，在對于驅(qū)動(dòng)級模塊的參數(shù)設(shè)置中，對于輸出、輸入?yún)?shù)均以內(nèi)匹配方式進(jìn)行匹配獲取。對于射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級設(shè)計(jì)來講，進(jìn)行功率放大模塊偏置電路的合理設(shè)計(jì)，是該部分設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容。

最后，在進(jìn)行射頻功率放大器的電路設(shè)計(jì)中，在進(jìn)行功率放大模塊電路設(shè)計(jì)中，GaN HEMT結(jié)構(gòu)部分需要進(jìn)行柵壓的增加設(shè)置，并且需要注意柵壓多為負(fù)壓，在此基礎(chǔ)上還需要進(jìn)行漏壓增加設(shè)置。值得注意的是，在進(jìn)行射頻功率放大器的偏置電路設(shè)計(jì)斷開同時(shí)，對于柵壓和漏壓的斷開順序剛好相反，以避免對于功放管造成損壞。

3 結(jié)語

總之，射頻功率放大器作為無線通信技術(shù)領(lǐng)域的重要器件，對于無線通信技術(shù)的發(fā)展以及通信質(zhì)量提升都有重要作用和影響，進(jìn)行射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)分析，具有積極作用和價(jià)值意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈明，耿波，于沛玲.一種射頻大功率放大器電源偏置電路設(shè)計(jì)方法[J].中國科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào)，2006（1）.

[2] 陳玉梅，錢光弟，龔蘭.30MHz-512MHz寬帶功率放大器的研制[J].中國測試技術(shù)，2007（2）.

[3] 張雷，洪偉，周健義，等.3.5 GHz WiMAX射頻功率放大器的實(shí)現(xiàn)及其預(yù)失真模型[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010（6）.endprint

摘 要：功率放大器作為無線通信系統(tǒng)中核心部件，對于無線通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量有著突出的作用和影響，尤其是隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展以及移動(dòng)通信用戶數(shù)量的不斷增加，進(jìn)行功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)研究，具有十分突出的作用意義和影響。本文將以射頻功率放大器為例，在對于射頻功率放大器的工作原理分析基礎(chǔ)上，采用ADS軟件進(jìn)行射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)分析，以促進(jìn)射頻功率放大器在無線通信領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：射頻 功率放大器 電路設(shè)計(jì) 無線通信 設(shè)計(jì)

中圖分類號：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0087-02

在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中，GaN高電子遷移率晶體管作為最新的半導(dǎo)體功率器件，由于其本身具有寬禁帶以及擊穿場強(qiáng)高、功率密度高等特征優(yōu)勢，在高頻以及高功率的功率器件中具有較為突出的適用性，在電子信息系統(tǒng)性能提升方面具有較為明顯和突出的作用優(yōu)勢，在無線通信技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛。針對這一情況，本文在進(jìn)行射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)中，專門采用ADS仿真軟件對于射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析，并對于仿真設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的射頻功率放大器在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用和參數(shù)設(shè)置進(jìn)行分析論述，以提高射頻功率放大器的設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。

1 射頻功率放大器的結(jié)構(gòu)原理分析

結(jié)合功率放大器在無線通信系統(tǒng)中的功能作用以及對于無線通信技術(shù)的影響，在進(jìn)行射頻功率放大器的設(shè)計(jì)中，結(jié)合要進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的射頻功率放大器的工作頻帶以及輸出功率等特點(diǎn)要求，以滿足射頻功率放大器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用要求。在進(jìn)行本文中的射頻功率放大器設(shè)計(jì)中，主要通過分級設(shè)計(jì)與級聯(lián)設(shè)置的方式，首先進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級以及驅(qū)動(dòng)級設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，最終通過電路設(shè)計(jì)對于射頻功率放大器的兩個(gè)不同級進(jìn)行連接，以在無線通信中實(shí)現(xiàn)其作用功能的發(fā)揮，完成對于射頻功率放大器的設(shè)計(jì)。需要注意的是，在進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)用GaN高電子遷移率晶體管進(jìn)行射頻功率放大器功率放大級結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在功率放大級結(jié)構(gòu)模塊的電路設(shè)計(jì)中，注重對于輸出功率保障的設(shè)計(jì)；其次，在進(jìn)行射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，以C波段的功率放大模塊設(shè)置為主，電路設(shè)計(jì)則以增益提升設(shè)計(jì)為主，并對于增益平坦度和輸出輸入駐波進(jìn)行保障。如圖1所示，即為射頻功率放大器的功率放大級模塊設(shè)計(jì)示意圖。

2 射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)分析

結(jié)合上述對于射頻功率放大器的結(jié)構(gòu)原理分析，在進(jìn)行射頻功率放大器的設(shè)計(jì)中，主要包括射頻功率放大器的功率放大級設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)級水，此外，對于射頻功率放大器電路的設(shè)計(jì)，也需要結(jié)合兩個(gè)結(jié)構(gòu)模塊的實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。

2.1 射頻功率放大器的功率放大級模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級模塊設(shè)計(jì)中，主要采用GaN高電子遷移率晶體管進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，需要注意的是，在應(yīng)用GaN高電子遷移率晶體管進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，由于GaN高電子遷移率晶體管目前還不具有較大的信號模型，因此，在進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，注意結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)需求進(jìn)行選擇應(yīng)用。在進(jìn)行射頻功率放大器的功率放大級結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)中，通過直流偏置仿真設(shè)計(jì)對于氮化鎵管子的靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行確定，也就是實(shí)現(xiàn)氮化鎵管子的漏極電流以及漏極偏置電壓、柵極偏置電壓等參數(shù)的確定，在對于上述氮化鎵管子靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行確定后，通過ADS仿真軟件實(shí)現(xiàn)場效應(yīng)管直流的仿真設(shè)計(jì)，同時(shí)注意在仿真設(shè)計(jì)中進(jìn)行二端口模型的添加，并結(jié)合上述GaN高電子遷移率晶體管的信號模型情況，進(jìn)行S參數(shù)信號的編輯導(dǎo)入，同時(shí)進(jìn)行直流偏置仿真控件的加入，進(jìn)行相關(guān)數(shù)值的確定，以實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器的功率放大級設(shè)計(jì)。

此外，在進(jìn)行射頻功率放大器功率放大級負(fù)載阻抗的設(shè)計(jì)中，根據(jù)相關(guān)理論，在負(fù)載阻抗與網(wǎng)絡(luò)匹配良好的情況下，負(fù)載阻抗的共軛復(fù)數(shù)與網(wǎng)絡(luò)的輸出阻抗值是相同的，因此，就可以通過計(jì)算對于射頻功率放大器功率放大級負(fù)載阻抗值進(jìn)行分析得出，實(shí)際上也就是它的共軛復(fù)數(shù)值。同時(shí)，在進(jìn)行功率放大級設(shè)計(jì)中，結(jié)合封裝參數(shù)輸出端的阻抗模型，設(shè)計(jì)中為了實(shí)現(xiàn)場效應(yīng)管輸出電路匹配的優(yōu)化，以為輸出電路進(jìn)行準(zhǔn)確的負(fù)載阻抗提供，還需要在設(shè)計(jì)過程中將場效應(yīng)管的封裝參數(shù)在輸出匹配電路中進(jìn)行設(shè)計(jì)體現(xiàn)，因此就需要對于Cds參數(shù)值進(jìn)行求取。

最后，在射頻功率放大器功率放大級設(shè)計(jì)中，偏置電路主要是用于將直流供電結(jié)構(gòu)模塊中所提供的電壓附加在功率放大器的柵極與漏極中，并實(shí)現(xiàn)射頻信號以及濾波的隔離和電路穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行功率放大級的電路設(shè)計(jì)中，注意使用ADS軟件工具對于微帶線尺寸進(jìn)行計(jì)算，病毒與全匹配電路進(jìn)行微帶線設(shè)計(jì)，同時(shí)通過柵極偏置電路與漏極饋電電路，以實(shí)現(xiàn)功率放大級的電路設(shè)計(jì)。此外，在進(jìn)行功率放大級模塊設(shè)計(jì)中，還應(yīng)注意對于模塊中的任意功率放大芯片，都需要進(jìn)行相關(guān)的穩(wěn)定性分析，以避免對于射頻功率放大器的作用性能產(chǎn)生影響。

2.2 射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級模塊設(shè)計(jì)中，主要通過C波段功率放大模塊進(jìn)行該結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)用。其中，在對于驅(qū)動(dòng)級模塊的參數(shù)設(shè)置中，對于輸出、輸入?yún)?shù)均以內(nèi)匹配方式進(jìn)行匹配獲取。對于射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)級設(shè)計(jì)來講，進(jìn)行功率放大模塊偏置電路的合理設(shè)計(jì)，是該部分設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容。

最后，在進(jìn)行射頻功率放大器的電路設(shè)計(jì)中，在進(jìn)行功率放大模塊電路設(shè)計(jì)中，GaN HEMT結(jié)構(gòu)部分需要進(jìn)行柵壓的增加設(shè)置，并且需要注意柵壓多為負(fù)壓，在此基礎(chǔ)上還需要進(jìn)行漏壓增加設(shè)置。值得注意的是，在進(jìn)行射頻功率放大器的偏置電路設(shè)計(jì)斷開同時(shí)，對于柵壓和漏壓的斷開順序剛好相反，以避免對于功放管造成損壞。

3 結(jié)語

總之，射頻功率放大器作為無線通信技術(shù)領(lǐng)域的重要器件，對于無線通信技術(shù)的發(fā)展以及通信質(zhì)量提升都有重要作用和影響，進(jìn)行射頻功率放大器及其電路的設(shè)計(jì)分析，具有積極作用和價(jià)值意義。

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