基于SiC MESFET宽带功率放大器研究

摘要

现代无线通信技术的发展,对射频功率放大器提出了越来越高的要求,如更宽的带宽,更大的输出功率等。而SiC MESFET的高的饱和电子速度、高的击穿电压、低的输出电容、很高的工作温度以及高的热导率等特点,使得基于它的宽带功率放大器在有源相控阵雷达、卫星通信和电子对抗设备中具有巨大的优势。
　　 本文基于CREE公司的CRF-24060 SiC MESFET设计了一款两级宽带功率放大器。首先给出了功率放大器的基本理论,由于线性度和效率的折中选择了AB类工作模式,详细介绍了宽带匹配的限制条件和扩展带宽的方法,然后给出了这款宽带功率放大器的详细设计过程,给出了整体电路的仿真结果:在500MHz-2000 MHz的频带内,小信号增益为27dB±1dB,稳定因子 K>2.7,功率增益为25.9dB,增益平坦度为±0.7dB,输出功率超过45.9dBm(38.9W),功率附加效率 PAE>15％；同时在1500 MHz下功率增益达到26dB,1dB输出功率P1dB=46dBm(40W),功率附加效率PAE可以达到36％,三阶交调系数IMD3=-24dBc,五阶交调系数IMD5=-39dBc。最后给出了整体电路的PCB版图。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究动态

1.3 本文的主要研究内容

第二章 功率放大器设计基础

2.1 功率放大器的技术指标

2.1.1 工作频带宽度

2.1.2 功率增益及增益平坦度

2.1.3 输出功率

2.1.4 效率和线性度

2.2 稳定性

2.2.1 稳定条件

2.2.2 稳定准则

2.3 匹配网络设计

2.4 功率放大器的分类

2.4.1 经典功率放大器

2.4.2 开关功率放大器

2.5 本章小结

第三章 基于SiC MESFET宽带功率放大器设计

3.1 功率放大器的一般结构

3.2 宽带放大器设计概述

3.2.1 宽带匹配的带宽限制条件

3.2.2 扩展带宽的方法

3.3 基于SiC MESFET宽带功率放大器设计过程

3.3.1 宽带功率放大器指标以及晶体管的选择

3.3.2 晶体管工作点的选择

3.3.3 宽带直流偏置网络

3.3.4 稳定性及反馈网络设计

3.3.5 功率匹配

3.3.6 匹配电路设计

3.3.7 整体电路结构

3.4 本章小结

第四章 宽带功率放大器仿真及制作

4.1 宽带功率放大器的性能

4.1.1 小信号特性

4.1.2 功率特性

4.1.3 交调失真

4.2 功放的制作

4.3 功率放大器的测试调试

4.4 本章小结

第五章 结束语

致谢

参考文献