VHF频段宽带功放设计

针对VHF频段70³00 MHz,20 W宽带功率放大器的工程设计与实现方案进行了介绍。对各级功率放大器的增益进行了合理分配,对各级功率放大器的外围匹配电路进行了详细设计。以阻抗变换器结构和并联负反馈宽带匹配结构及功率回退法等方法为基础,优化设计,合理布局,最终使所设计的功率放大器达到了预期的指标要求。对功率放大器进行了认真的调试和详细的测试,结果表明,各项指标满足要求。     

应用于匹配网络的负阻抗变换器研究

根据非福斯特电路的负阻抗变换特性,研究了有源宽带匹配网络。采用晶体管设计负阻抗变换器(NIC),结合传输矩阵对电路进行了分析。通过仿真和实验测试实现了在10～100MHz频率范围内的负电抗变换,其中20～60MHz频率范围内转换效率大于90%,测试结果与模拟结果基本一致,验证了负阻抗变换器的可行性和有效性。利用该电路结构能够对电小天线进行宽带匹配,提高天线的工作带宽和辐射性能。     

基于阶梯阻抗匹配网络的连续逆F类功率放大器

为了满足移动通信系统中功率放大器宽频带和高效率的需求，采用阶梯阻抗网络实现宽带匹配电路，设计了一款高效率连续逆F类功率放大器。选用CGH40010F GaN HEMT晶体管，通过对连续逆F类功率放大器的理论分析，并且结合ADS负载牵引与源牵引仿真，提取各频点的最佳负载阻抗和源阻抗，设计阶梯阻抗匹配电路，最终实现了一款宽带高效率功率放大器。测试结果表明，该功率放大器在3.2～3.8 GHz频段内，增益大于14 dB,增益平坦度小于±0.4 dB,饱和输出功率为40.6～40.9 dBm,最大漏极效率为64%～68%。该功率放大器的测试性能良好，可以为宽频带高效率功率放大器的设计提供参考。     

电小天线匹配网络中负阻抗变换器的研究

根据非福斯特电路的负阻抗变换特性,研究了有源宽带匹配网络。采用晶体管设计负阻抗变换器,结合传输矩阵对网络电路进行了分析。通过仿真和实验实现了在10~100 MHz的负电抗变换。结果表明,该电路20~60MHz转换效率大于90%,测试结果与模拟结果基本一致,验证了负阻抗变换器的可行性和有效性。利用该电路结构能够对电小天线进行宽带匹配,提高天线的工作带宽和辐射性能。     

非均匀宽带阻抗变换器优化设计

当对阻抗变换器总长度有一定限制时 ,传统的均匀宽带阻抗变换器中的特性阻抗可能超出实际能实现的范围 ;对于非均匀宽带阻抗变换器 ,由于取消了对每段传输线长度的限制 ,设计时有了更大的自由度 ;为了得到最佳的传输线网络参数 ,采用了混合遗传算法进行优化设计 ,引入了动态惩罚函数对适应度函数进行处理 ;数值仿真表明 :用该方法设计的宽带匹配变换器的性能优于现有的其它设计方法     

基于GaN HEMT的0.8～4.2GHz超宽带功率放大器的设计

阐述了基于GaN HEMT的超宽带功率放大器的设计与实现方法。采用低通L-C匹配网络消除虚部阻抗,并利用多节λ/4阻抗变换器实现宽带实阻抗到目标阻抗50Ω的匹配。测试结果表明,功放在32V漏电压、1ms周期、10%占空比及0.8~4.2 GHz频带内输出功率大于47dBm(50.1 W),最高输出功率为48.9dBm(77.6 W),带内饱和功率增益大于9dB,最大漏极效率为64%。实验测试结果与设计仿真结果符合良好,从而验证了设计方法的正确性。     

宽带阻抗匹配变换器的设计

为解决宽带阻抗匹配变换器设计的复杂问题,克服频率展宽对阻抗变换器的影响,设计了一种两节λ/4宽带阻抗变换器,并分析了宽带阻抗变换器的频率特性。利用微波网络级联理论分析了两节宽带阻抗变换器的设计过程,推导了频率特性的数学模型,最后对模型进行仿真实验。结果表明可以找到最佳转换比(负载与特性阻抗之比)使得频率特性得到改善程度,适用于宽带阻抗匹配变换器的快速设计。     

应用于S频段的宽带高谐波抑制的F类功率放大器的设计

采用InGaP/GaAs HBT工艺设计了一个适用于S频段的宽带F类功率放大器,管芯大小为3×3×0.82mm3。为了同时实现高谐波抑制和宽带,在宽带匹配电路中使用了谐波陷波器。在1.8~2.5 GHz范围内,该匹配网络的输入阻抗约为一个常电阻,二次谐波阻抗约为零而三次谐波阻抗接近无穷大,因此提高了功率放大器的效率。输入测试信号为连续波,测试结果表明该功率放大器在1dB压缩点下的输出功率约为34dBm,PAE约为57%,2到4次谐波分量功率均小于-53dBc。     

基于新型输出结构的宽带高效率功率放大器

提出一种具有新型匹配网络的宽带高效率功率放大器,以及利用开路扇形微带线构成的紧凑型输出匹配网络,并给出了阻抗推导过程。该输出匹配网络在一定带宽条件下能满足晶体管的高效率所对应的阻抗设计空间要求。为了进一步拓展带宽,采用阶跃式阻抗匹配方法设计输入匹配网络。通过理论分析与仿真,最后设计并制作了一款频段为1~3.1 GHz的宽带高效率J类功率放大器。测试结果表明,在该频段内漏极效率为61.4%~70.2%,输出功率为39.3~41.7 dBm,增益为9.3~11.7 dB。     

一种宽带混合型功率分配器的设计

介绍了基于微带线的宽带功率分配器的设计原理及关键技术,重点描述了采用多节阻抗变换器来设计大功率微带混合型两路功率分配器的设计方法,并给出了模拟测试结果.     

低阻抗同轴电缆的制备与可调电阻测试法

在射频功放运用中经常会涉及到使用一些低阻抗的同轴电缆的情况,如制作平衡-非平衡轮换的巴伦,以及特定阻抗变换电路? 研究了根据标准同轴电缆的结构,通过改变部分关键结构参数,制备任意非标准的低阻抗同轴电缆技术方法;通过同轴电缆中的电磁传播理论分析和推导,提出准确测试低阻抗同轴电缆的可调电阻测试法?     

VHF频段宽带大功率LDMOS功放电路的设计与实现

介绍了一种VHF频段宽带大功率LDMOS功放的设计方法,使用ADS仿真软件对其大信号模型的阻抗参数进行了提取,通过宽带巴伦匹配技术实现了匹配电路的设计。利用谐波平衡法对功放电路的增益和效率指标进行仿真,并与实物测试数据对比,验证了设计方法的可行性。该功放电路在VHF频段100%相对带宽内,实现输出功率大于1000 W,效率高于70%,带内波动优于1 dB的指标。文中为VHF频段宽带大功率LDMOS功放电路的设计提供了一种可行的设计方法,可应用于同类型功放电路的设计中,具有广阔的工程应用前景。     

300W全固态调频发射机电路分析及使用维护

以FM301S-IV 300 W调频发射机为例,分析调频发射机的工作过程,重点介绍同轴电缆线射频平衡转换、线绕阻抗变换以及BLF278功放管等功放组成部件的工作原理特点以及使用维护经验。     

基于TD-LTE 和GSM 双频功率放大器设计与实现

通过对传输线理论和阻抗变换原理的深入研究,分析推导了三枝节微带传输线级联结构和具有开路 枝节的三节微带传输线结构两种双频匹配网络。基于该公式推导,设计并实现了同时工作在TD-LTE 网络和GSM 网络的双频功率放大器。仿真与实测结果表明在设计的两个工作频段内,增益为16dB 左右且增益平坦度小于依 1dB,饱和输出功率点的功率附加效率接近70%,输出功率及小信号测试均满足设计要求,验证理论正确性的同时, 也为双频功率放大器的研究与推广提供了设计参考。     

一种甲乙类水声功率放大器设计

水声功率放大器是声呐发射机的重要组成部分,用来提高输出功率,驱动换能器向水中辐射足够能量的声信号.水声功放与换能器之间的阻抗匹配包括变阻匹配和调谐匹配两方面,通过阻抗匹配可以将换能器的阻值调整到一个适当的值,使得功放输出的电压和电流利用系数最高.设计了一部甲乙类水声功率放大器,并与某型换能器完成了匹配,最大功率可达170 W.     

平衡式并发双波段功率放大器的设计与实现

并发式双波段功率放大器一直是5G通信技术研究的热点之一. 当双频激励信号同时出现时,传统的双波段功放会由于双频信号所产生的调制效应导致阻抗匹配恶化,甚至出现失配的情况. 针对此问题,文中设计了一款能够同时在GSM900和TD-LTE频段工作的功放,其利用平衡结构,优化其匹配特性,将阻抗失配所产生的反射分量通过双频耦合器消除,从而很大程度上改善调制效应所导致的失配问题,改善输出、输入端口的驻波情况,提升功放的性能以及稳定性. 首先基于π型阻抗变换结构,设计一款并发双波段3 dB定向耦合器,此外为避免出现双频阻抗变换器计算繁琐和空间布局困难的情况,在支路放大电路采用π型和T型结合的双频阻抗变换器,经过理论推导和仿真,可实现任意频率的两个不同阻抗变换,最终实现工作在GSM900和TD-LTE频段的平衡式并发双波段功放. 本设计基于ADS仿真平台,选用GaN晶体管CGH40010F进行设计仿真,并以Rogers4350b板材制作实物. 实测结果显示:在900 MHz和2.6 GHz两个频段上匹配良好,与传统并发双波段功放相比较,本文提出的功放结构能够显著优化匹配性能,驻波系数有明显降低,饱和输出功率为44.6 dBm和43.3 dBm;相比于单管功放的饱和输出功率提升了一倍,两个工作频段上功率附加效率（power added efficiency, PAE）分别为62%和64%,实测与仿真差距较小,具有较好的一致性. 通过分析与测试,该功放结构能够很好地适应无线通信系统的发展需求.     

射频电源中的阻抗匹配研究

阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系。阻抗匹配是功率放大器的核心技术。本文以射频激励CO2 激光器电源为例,根据传输线中高频电磁波的传播理论及一般的阻抗匹配计算方法,推导出1/4传输线阻抗匹配的研究设计方法及计算有关参数的普遍公式。这一结果同样适用于其它射频电源的阻抗匹配研究。