本文關(guān)鍵詞：6-18GHz小功率增益可調(diào)放大器設(shè)計(jì)技術(shù)研究

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【摘要】：行波管由于其非常寬的工作帶寬、單管的高功率增益、非線性條件下優(yōu)越的性能、優(yōu)良的噪聲水平、很高的效率、超長的使用壽命和在惡劣環(huán)境中的可靠性等無可取代的特點(diǎn),在當(dāng)今微波功率器件中占有獨(dú)一無二、無可取代的地位。行波管具有十分復(fù)雜的制作過程,尤其是在測試階段,十分耗費(fèi)人力物力,而且依靠人工進(jìn)行手動(dòng)測量會(huì)產(chǎn)生非常多的不確定因素,降低了測試的可靠性。為了提高行波管的一致性、可靠性以及測試效率,我們研究了行波管自動(dòng)測試系統(tǒng)這一課題,并已取得了一定的成果。在寬帶行波管自動(dòng)測試過程中,需要增益可調(diào)放大器作為驅(qū)動(dòng)級,提供頻帶內(nèi)不同頻率下的前級信號(hào),確保行波管處于飽和工作狀態(tài),從而測試其輸出性能。本文的內(nèi)容是在了解超寬帶功率放大器的構(gòu)成以及理論基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)一款能夠應(yīng)用于自動(dòng)測試系統(tǒng)的超寬帶增益可調(diào)功率放大器。主要工作內(nèi)容為:1、介紹了超寬帶功放的國內(nèi)外發(fā)展歷程、GaN器件仿真模型以及相應(yīng)無源器件模型。從定義出發(fā)分析了功放的種類以及各種評價(jià)功放性能的理論指標(biāo),為之后的仿真及測試做好理論鋪墊。2、對寬帶匹配約束條件以及超寬帶匹配理論進(jìn)行了較為系統(tǒng)的闡述,并對歸一化低通原型濾波結(jié)構(gòu)應(yīng)用于阻抗匹配的理論進(jìn)行了公式推導(dǎo),將推導(dǎo)得出的結(jié)果運(yùn)用到超寬帶功放的匹配電路設(shè)計(jì)中,并設(shè)計(jì)出了一個(gè)匹配實(shí)例,初步驗(yàn)證了理論的可行性,為之后放大器的仿真設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。3、對超寬帶增益可調(diào)功率放大器進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究,對GaN芯片進(jìn)行了小信號(hào)建模仿真,得到了接近實(shí)測S參數(shù)和靜態(tài)工作點(diǎn)的大信號(hào)模型。設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)級放大器、衰減器以及末級功率放大器,并進(jìn)行了整體的S參數(shù)仿真以及末級功率放大器的大信號(hào)仿真,取得了一定的結(jié)果。之后以仿真結(jié)果為參照,制作了實(shí)物并進(jìn)行了測試,取得了一定的進(jìn)展,為之后自動(dòng)化測試系統(tǒng)的搭建提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：行波管 微波 超寬帶 增益可調(diào)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN722.75;TN124
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-12
• 1.1 行波管及其測試系統(tǒng)9
• 1.2 超寬帶功率放大器的發(fā)展9-11
• 1.2.1 國外發(fā)展9-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展10-11
• 1.3 論文主要內(nèi)容及安排11-12
• 第二章 功率放大器基本理論知識(shí)12-31
• 2.1 GaN器件概述12-13
• 2.2 GaN HEMT模型13-15
• 2.2.1 Materka模型14
• 2.2.2 TriQuint-Materka模型14-15
• 2.3 無源器件模型15-19
• 2.3.1 微帶傳輸線15-17
• 2.3.2 高頻貼片電阻17-18
• 2.3.3 高頻貼片電容18-19
• 2.3.4 高頻貼片電感19
• 2.4 射頻功率放大器的分類19-24
• 2.4.1 線性放大器19-22
• 2.4.2 開關(guān)類放大器22-24
• 2.5 散射參數(shù)24-27
• 2.6 功率放大器的參數(shù)指標(biāo)27-30
• 2.6.1 功率增益27-28
• 2.6.2 功率附加效率28
• 2.6.3 1dB增益壓縮點(diǎn)28-29
• 2.6.4 三階交調(diào)失真29-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 第三章 超寬帶匹配理論研究31-39
• 3.1 伯德-法諾約束條件31-33
• 3.2 諾頓等效變換33-34
• 3.3 歸一化低通濾波結(jié)構(gòu)阻抗匹配理論34-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 6-18GHz小信號(hào)增益可調(diào)放大器設(shè)計(jì)39-66
• 4.1 放大器的指標(biāo)要求及器件選擇39-42
• 4.1.1 驅(qū)動(dòng)級放大器39-40
• 4.1.2 衰減器40-42
• 4.1.3 末級放大器42
• 4.2 GaN晶體管建模42-49
• 4.2.1 小信號(hào)參數(shù)模擬43-45
• 4.2.2 靜態(tài)工作點(diǎn)掃描45-46
• 4.2.3 晶體管穩(wěn)定性分析46-49
• 4.3 偏置電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.4 輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)50-54
• 4.4.1 晶體管輸入輸出阻抗測量50-52
• 4.4.2 匹配電路設(shè)計(jì)52-54
• 4.5 放大器整體仿真54-56
• 4.6 放大器的制作56-62
• 4.6.1 介質(zhì)基板的選取56-57
• 4.6.2 放大器的版圖繪制57-58
• 4.6.3 金絲鍵合58-60
• 4.6.4 SMA接頭60-61
• 4.6.5 腔體的制作61-62
• 4.7 放大器的測試62-66
• 4.7.1 靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試62-63
• 4.7.2 放大器性能指標(biāo)測試63-66
• 第五章 總結(jié)66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70

【相似文獻(xiàn)】

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