《无源互调测试仪的射频功率放大器设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无源互调测试仪的射频功率放大器设计（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-无源互调测试仪的射频功率放大器设计 浙江工业大学 硕士学位论文 姓名：沈莉梅 申请学位级别：硕士 专业：电子与通信工程 指导教师：覃亚丽；周守利；韩春根 20120528 浙江工业大学硕士学位论文 摘要 随着微波技术和无线通信的快速发展，互调干扰问题成为了频率计划和设备性能设计的一个主要考虑方面。对互调干扰的重视，促进了互调测试的发展，使得无源互调测试仪也在不断更新发展。射频功率放大器作为无源互调测试仪的重要组成部分，其性能直接影响了互调测试的成功与否，制约了整个系统性能的优劣。同时，一款性能突出的射频功率放大器还有助于提高测试的精度。 本文从理论上对无源互调测试仪的射频功率放大器进行研究分
2、析，并采用理论加仿真实践的方法设计出符合设计指标要求的射频功率放大器的主放大电路，其工作带宽为，输出功率为，增益为左右。 设计的主放大电路工作在频段，在选择合适的功放管之后，在晶体管模型处于稳定状态下，使用该功放管模型用负载牵引法获取晶体管放大器的匹配阻抗，并用共轭匹配法设计输入和输出匹配网络，整合电路进行优化设计，最后仿真得出结果。设计得到的主放大电路在频段的增益基本保持在为左右，增益平坦度在正负之间，效率也大于。同时，对采用了该放大电路后的射频功率放大器模块进行稳定度设计分析，让其输出功率达到指标中的稳定度要求。最后对成品进行软硬件测试，分析结果，进行总结。 最后，对无源互调仪的射频功率放
3、大器设计进行展望。关键词：无源互调，射频功率放大器，功率，串口通信 ? ，卜： ，岫?， ， ， ，叫 ， ， ，：， 浙江工业大学硕士学位论文 第章绪论 无源互调分析仪的研究背景 世纪后期，随着卫星及微波技术的不断进步，人们发现了一种新的干扰，即无源互调（，简称）干扰】。这种干扰之前一直被认为是由线性器件产生的交调干扰，随着技术的发展深入，人们慢慢认识到无源互调问题，并把之加入到频率计划和设备性能设计的基础研究中。 无源互调是由通信系统中各种无源器件的非线性特性引成的，当两个或多个频率（信号）同时处于同一无源器件时（比如同轴连接器、天线），就要产生这种信号失真【，】。同时，无源非线性主要分为
4、接触非线性和材料非线性。当由传输信道产生的无源互调产物落在接受频段附近时，这种失真对通信系统性能的影响是显著的。 基于无源互调的干扰，为了保障通信系统的正常运行，无源互调产物的测量及排除就显得尤为重要，当然，还包括无源互调的机理、预测和频率研究。 目前，无源互调测量技术大多数被国外公司所掌握，测量产品市场也相应地被垄断了，比如说美国的和德国的罗森伯格公司。本文提到的互调测试仪是杭州紫光网络技术有限公司自主研发的一款测试仪，它的研究和开发一方面参照了推荐的测量方法，同时也结合了测量新要求，整个设计过程完全遵照无源互调测量的“仿真原则”，填补了国内测试等领域的空白。而我有幸参与了该公司的一部分研发
5、工作。无源互调分析仪的射频功率放大器发展 无源互调分析仪内部的射频功率放大器，主要为该分析仪提供两个单频的信号，用于被测设备互调失真的检测。为了确保检测的精度，该射频功率放大器要求提供的功率和频率具有较好的稳定度，同时，工作频段也比较宽。随着各种标准跟技术的发展，国内外研究者不断研制更高性能的半导体器件用于微波电路中，从而在设计互调仪的射频功率放大器时，具有高输出功率，宽工作频段及高精确度。无源互调分析仪的射频功率放大器发展主要体现在以下几个方面。 从微波器件类考虑，从开始的年至年，应用于微波射频领域的器件有了不断的更新变化，从双极晶体管（），结型场效应管（）至后来的硅双极晶体管，而信号 浙江
6、工业大学硕士学位论文 放大频段也从几百兆赫）扩大到波段；年代以后，肖特基势垒栅场效应晶体管逐渐占领市场，其研发制作主要基于单晶及其外延技术上的突破及提升。同时，用材料为基础制作而成的微波射频功率放大器具有高频率、低噪声、大功率等优点，这都跟材料拥有的宽禁带、高载流子迁移率等特点有密切关系；年代，工作在毫米波频段的微波射频功率放大器开始出现，这与组成的异质结双极型晶体管（）的成功研发密切相连。而该晶体管的出现又与有机金属化学沉积技术和分子束外延技术的发展息息相关，此外，杂质浓度和超薄外延层的厚度的控制也起到一定的作用。年代之后，高电子迁移管（），异质结场效应管（）等一些新型的微波器件逐渐崭露头角
7、。而近几年，研发的硅射频横向扩散金属氧化半导体（）功率晶体管获得了各商家的青睐，成了基站功率放大器的首选器件，这样一来，就占领了硅双极型器件和等一些器件的部分市场，威胁到了这些器件的发展。硅器件不仅仅用在移动通信系统，还应用在调频发射机、广播电视发射机、机载应答器等这些工程领域的系统中，很大程度地提升系统的性能，。本文中所设计的是无源互调分析仪的射频功率放大器，该放大电路中就采用了由飞思卡尔研发设计的功率管。 从微波技术考虑，越来越多的微波功率放大器线性技术可以为我们所使用，这都是基于微处理控制技术和（数字信号处理）技术的不断研发和进步。而效率和线性度作为微波功率放大器的的重要设计指标，引起了
8、我们的重视，现在要改进这两种指标，可以运用合适的反馈技术和预失真技术就可以实现，从而进一步提升放大器性能；自动控制技术的进一步发展，为精确地控制射频功率放大器功率和频率等参数提供了技术支持；设计者还可以运用功率合成技术，设计出更高性能的射频功率放大器，使其输出功率高达几十千瓦；如果要放大宽度在十几个以上的信号，则可以利用宽带技术，这样就可以更好控制其宽度范围；同时，温控技术的发展使得能更好地控制温漂，保持射频功率放大器的稳定度。如今，为了使射频功率放大器满足经济和军事上的要求，人们正不断地更新和改进新型的微波器件和新颖的微波技术。 本文的主要工作 本文主要设计了无源互调测试仪的射频功率放大器，
9、工作内容主要如下： 第一章是绪论，主要描述了无源互调仪的研究背景，无源互调仪的射频功率放大器发展，同时，介绍了本文的主要结构。第二章分析了无源互调问题，对其进行理论分析，并包括了无源互调的产生原因，测 浙江工业大学硕士学位论文 试方法以及互调测试仪的结构和各项指标。 第三章介绍射频功率放大器的理论基础，分别从射频功放的分类、特性指标、匹配网络、稳定性分析、谐波平衡以及线性化几点内容进行研究。 第五章给出无源互调测试仪的射频功率放大器的软硬件测试，其中软件测试界面是自行设计的，详细的设计和实现过程也再本章中写出，最后对软硬件结果进行分析。第六章对全文进行总结，并无源互调测试仪的射频功率放大器提出一些展望。 浙江工业大学硕士学位论文 第章无源互调分析 在多频现代通信系统中，如卫星通信系统、军用通信系统、蜂窝式移动通信基站、船载通信系统和公共天线暗中场所，大功率发射系统和灵敏度接受系统同时存在，在该种情况下，无源互调产物就成为一种不可忽视的寄生干扰。本章主要分析了无源互调方面的一些问题。 无源互调理论分析 通信系统中的无源互调通常由器件的非线性特性引起。假设在一个无记忆的运行良好的非线性系统中，系统的输出和输入可以近似公式一【】：
