一种基于ADS软件的L频段150W固态放大器的设计与实现

18. 162 dB,效率356.123% ( /, ,f0,f2 分别是频段 的低端频点、中间频点、高端频点)O
先建立完整的匹配电路原理图，如图4所示。 用来仿真功放在功率输出时的功率、增益和效率 等指标。通过谐波平衡仿真的方法对电路各参数 进行优化,最大程度的追求输出功率和效率。

图4功率管匹配电路原理图
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电光系统
第1期
经过大量细致的调谐和优化，功率管输出功 率、增益和效率如图5所示。可见功率管在/, -f2 频段输出功率M52. 158 dBmW (164 W),增益M
作者简介：邵科峰（1978—）,男，高级工程师，本科，主要研究方向：功放技术。
总第167期
邵科峰：一种基于ADS软件的L频段150W固态放大器的设计与实现
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斯圆图进行阻抗匹配，再通对电路进行优化，确 定电路图。
牵引原理图，如图3所示。再进行仿真计算，选取 最佳的输入阻抗值。
3偏置电路设计
典型的射频偏置电路是由高阻抗的1/4波长 微带线实现，在1/4波长高阻微带线及供电电感 之后并接几个旁路电容，以实现良好的滤波性能, 提高稳定性。旁路电容的选值遵循三电容原则. 即高、中和低容值兼顾。偏置电路在工作频带的 中心频点为开路，而在低频段为短路，但稳定性变 差,通过在漏极偏置电路中设置接地并联电容，在 栅极接入串联限流电阻来改善偏置电路的低端稳 定性。
Amplifier Based on ADS Software SHAO Ke-feng
(The 27th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Zhengzhou 450047, China )
Abstract: This paper introduces a method of designing and realizing of a L-band 150 W solid state amplifier by
第1期 2019年03月
电光系统 Electronic and Electro-optical Systems
No. 1 Mar. 2019
一种基于ADS软件的L频段150 W 固态放大器的设计与实现
邵科峰
中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州450047
摘 要：文章介绍了使用ADS软件设计一款L频段功率150 W固态放大器并实现的方法。 本方法用负载牵引，谐波平衡的方法找到功放管最佳输入输出阻抗值,运用史密斯圆图设计
Key words: L-band ； 150 W ； Load-pull ； Harmonic Balance ； Solidstate Amplifier
1引言
2设计思路
大功率外匹配微波放大器的放大电路是比 较难设计的，首先电路要稳定，避免自激，其次要 准确匹配，否则频带会偏。另外，追求大功率微 波放大器的功率、效率、线性度往往是矛盾的，通 常根据需要做一些取舍，选取一个最适合的状 态。本文使用ADS软件，综合考虑各种因素设 计了一种效率和线性都比较高的150 W输出的 固态放大器。
阻抗匹配电路，并对放大器的输出功率，增益和效率进行仿真优化，以优化电路各参数，完成
放大电路设计和加工装配调试电路，最终实现了效率和线性都比较高的150 W输出的固态 放大器。
关键词：L频段;150 W；负载牵引；谐波平衡；固态放大器
中图分类号:TN722.3
文献标识码：A
Design and Realization of a L-band 150 W Solid state
ADS software. The method is to find out the best value of output impedance and input impedance using load-pull and harmonic balance tool ,to match impedance and design matching circuit using smith chart tool, to simulate the date of output power,gain and efficiency,etc. and to optimize circuit parameters and to finish the design and realization of amplifying circuit, to machine and fit the debug circuit to realize the L-band power 150 W solid state amplifier that has high eflicient and linearily.
入=T * C T=i/f
A/4 = C/4f
图2功率管输出负载牵引原理图
4匹配电路设计
使用ADS软件进行具体设计如下： (1) 对功率管进行输出负载牵引，先建立负载 牵引原理图，如图2所示，再进行仿真计算，选取 最佳的输出阻抗值。 (2) 对功率管进行输入负载牵引，先建立负载
HARMOMC BALANCE ] HB1 FYfflFEq OriMX
本文先设计偏置电路。微波放大器的偏置电 路为晶体管正常工作提供必需的偏置电压和偏置 电流,偏置电路保证功放器件的工作状态和安全 性，使放大器处于稳定状态，不能产生自激。为防 止射频信号泄露，直流馈入点获得射频的开路点 或短路点。
然后设计匹配电路。匹配电路使用软件采 用负载牵引，谐波平衡的方法找到功放管最佳输 入和输出阻抗值，用来仿真功放在大功率信号时 的输出功率、增益和效率等指标，然后运用史密
图3功率管输入负载牵引原理图 (3)同时使用功率管的输入输出最佳阻抗值, 使用微带线和电容，采用共辄匹配技术来设计完 整的匹配电路原理图。 功率管的输入输岀采用共觇匹配技术，实现 共轨匹配的条件为：
Zs = z;N,rs = r；N Z<>ut = Z& ,厂()irr =「i
(VSWR)w = (VSWR)out