5W射频宽带功率放大器的设计
5W射频宽带功率放大器的设计
科研项目经费审计方案为保证本次科研项目经费审计工作规范有序、顺利开展，特制定如下审计方案：一、审计目的通过审计，了解我院科研项目经费管理、使用的现状，分析存在的问题及原因，提出整改建议，促进科研项目经费的规范管理和使用以及科研项目经费使用效益的提高，促进廉政建设，促进学校科研事业健康持续发展。
二、审计依据本次科研项目经费审计主要依据：《教育部关于进一步贯彻执行国家科研项目经费管理政策加强高校科研项目经费管理的通知》（教财〔〕号）、《教育部关于进一步规范高校科研行为的意见》（教监〔〕号）、《教育部关于进一步加强高校科研项目管理的意见》（教技〔〕号）、浙江省财政厅、科技厅、监察厅《关于严肃财经纪律规范科技经费使用和加强监管的若干意见》（浙财教〔〕号）、浙江省教育厅关于《浙江省高等学校科研项目经费管理暂行办法》（浙教高科〔〕号）等。
三、审计范围本次审计对年月日至年月日的发生的科研项目经费进行审计调查，包括纵向和横向科研项目经费。
四、审计重点和内容.科研项目经费的管理情况。
（）对财经法规和各项科研项目经费管理制度、规定的贯彻落实情况，科研项目经费内部管理制度建设及执行情况；（）学院科研、财务等部门及科研项目负责人在经费管理使用中的权限分工情况；（）针对学院财务工作特点制定内部财务管理制度情况。
.经费会计核算情况。
（）纳入学院财务单独核算情况，会计科目设置规范性、核算内容和财务报告信息的真实、准确和完整性；（）经费开支审批程序和手续的完备性；（）相关财务档案资料保存管理情况等。
.科研项目经费预算执行情况。
（）按照规定的支出范围和标准执行预算情况，预算调整情况；（）拨付合作单位预算资金规范性及监管情况；（）配套资金及时足额到位情况；（）有无超预算、超范围、超标准支出，挤占、挪用、转移科研项目经费，自行分解、擅自转拨科研项目经费等问题。
.科研项目经费使用情况。
（）科研项目经费支出是否严格执行国家科研项目经费相关管理规定和学校科研管理相关办法；（）重点关注设备费、差旅费、办公费、劳务费、专家咨询费、等支出的真实性、合法性及准确性。
宽带射频功率放大器设计
宽带射频功率放大器设计近年来，随着通信技术的迅猛发展，宽带射频功率放大器在无线通信系统中扮演着至关重要的角色。
它是将低功率射频信号放大至较高功率的关键设备，广泛应用于无线电通信、雷达系统、卫星通信、移动通信等领域。
宽带射频功率放大器的设计面临着一系列挑战。
首先，它需要能够处理多种不同频率范围内的信号，以适应不同通信标准和频段的要求。
其次，放大器必须具备高功率增益和高线性度，以确保信号的传输质量和可靠性。
此外，功率放大器的设计还需要考虑功耗、工作温度和尺寸等因素。
在宽带射频功率放大器的设计中，有几个关键的技术要点。
首先是选择合适的放大器拓扑结构，常见的有共射极、共基极和共集极等。
每种拓扑结构都有其适用的频率范围和特点，设计师需要根据具体需求进行选择。
其次是选择合适的功率管件，常见的有晶体管、集成电路、功率模块等。
不同的管件有着不同的特性和参数，需要综合考虑功率、频率、线性度和可用空间等因素。
此外，还需要设计合理的电源供应和匹配电路，以确保功率放大器的工作稳定和高效。
在实际设计中，还需进行一系列的测试和优化。
首先是频率响应测试，通过频率响应曲线分析放大器的带宽和增益等性能指标。
其次是线性度测试，通过测量放大器的非线性失真和交调等指标，以评估其适应不同信号的能力。
最后是功率测试，通过测量输出功率和效率等参数，以评估功率放大器的性能。
宽带射频功率放大器的设计是一项复杂而重要的工作，它不仅需要设计师具备扎实的电路设计和射频知识，还需要不断的实践和经验积累。
随着无线通信技术的不断发展，宽带射频功率放大器的设计将面临更多的挑战和机遇。
只有不断学习和创新，才能设计出更高性能的宽带射频功率放大器，推动通信技术的进一步发展。
射频功率放大器设计与性能优化
射频功率放大器设计与性能优化射频功率放大器广泛应用于通信、雷达、无线电等领域，其中功率放大器设计的性能优化是一个复杂而又关键的问题。
本文将探讨射频功率放大器的设计原理、性能指标及其优化方法。
一、射频功率放大器设计原理射频功率放大器是一种将输入的射频信号放大到要求的输出功率的电路。
常见的射频功率放大器有甲类放大器、乙类放大器以及C类放大器。
甲类放大器是一种线性放大器，输出功率与输入信号成正比；乙类放大器的输出功率和输入信号成正比，但只有一部分周期的信号得到放大，会产生失真；C类放大器是一种非线性放大器，只有输入信号的峰值大于阈值时才开启放大。
二、射频功率放大器性能指标1.增益(Gain)：指射频功率放大器对信号的放大倍数，是评价放大器性能的重要指标。
增益越大，信号放大效果越好。
2.带宽(Bandwidth)：指射频功率放大器能够工作的频率范围。
带宽越宽，放大器的适用范围越广。
3.线性度(Linearity)：指射频功率放大器在放大信号时是否产生失真。
线性度高的放大器能够更好地保持信号的纯净度。
4.效率(Efficiency)：指射频功率放大器的输出功率与输入功率之比。
效率高的放大器能够更好地利用输入功率，减少能量损耗。
5.稳定性(Stability)：指射频功率放大器在各种工作条件下是否能够保持稳定的性能。
稳定性好的放大器可以在不同环境下保持一致的工作效果。
三、射频功率放大器性能优化方法为了提高射频功率放大器的性能表现，以下是几种常用的优化方法：1.合适的电源供应：选择合适的电源工作电压和电流，以确保功率放大器在工作时能够提供稳定的电源。
2.匹配网络设计：通过设计和优化匹配网络，将功率放大器与信号源或负载之间有效匹配，最大限度地传输信号能量。
3.传输线设计：合理设计传输线的长度、阻抗和介质等参数，以提高信号的传输效率和功率放大器的性能。
4.选择合适的放大器类型：根据具体需求选择甲类、乙类或C类放大器，使其适应不同的工作场景，提高整体性能表现。
宽带射频功率放大器设计
•导读: 介绍了一种分析同轴线变换器的新方法，建立了理想与通用模型，降低了分析难度和简化了分析过程。
通过研究分析，提出了一种同轴变换器与集总元件相结合的匹配电路设计方法，通过优化同轴线和集总元件的参数，实现放大器的最佳性能。
o关键字o功率放大器阻抗变换器•阻抗变换器和阻抗匹配网络已经成为射频电路以及最大功率传输系统中的基本部件。
为了使宽带射频功率放大器的输入、输出达到最佳的功率匹配，匹配电路的设计成为射频功率放大器的重要任务。
要实现宽带内的最大功率传输，匹配电路设计非常困难。
本文设计的同轴变换器电路就能实现高效率的电路匹配。
同轴变换器具有功率容量大、频带宽和屏蔽好的特性，广泛应用于VHF/UHF波段。
常见的同轴变换器有1:4和1:9阻抗变换，如图1所示。
但是实际应用中，线阻抗与负载不匹配时，它们的阻抗变换不再简单看作1:4或1:9.本文通过建立模型，提出一种简化分析方法。
1 同轴变换器模型同轴变换器有三个重要参数：阻抗变换比、特征阻抗和电长度。
这里用电长度是为了分析方便。
当同轴线的介质和长度一定时，电长度就是频率的函数，可以不必考虑频率。
1.1理想模型理想的1:4变换器的输入、输出阻抗都匹配，每根同轴线的输入、输出阻抗等于其特征阻抗Z0，其等效模型如图2所示。
其源阻抗Zg与ZL负载阻抗变换比为：图2和公式（1）表明：变换器的阻抗变换比等于输入阻抗与输出阻抗之比。
同轴变换器的输入阻抗等于同轴线的输入阻抗并联，输出阻抗等于同轴线的输出阻抗串联。
1.2通用模型由于特征阻抗是实数，而源阻抗与负载阻抗一般都是复数，所以，就不能简单的用变换比来计算。
阻抗匹配就是输入阻抗等于源阻抗的共轭，实现功率的最大传输。
特征阻抗为Z0，电长度为E的无耗同轴线接复阻抗的电路如图3所示。
由于源阻抗与同轴线特征不匹配，电路的反射系数就不是负载反射系数。
由于同轴线是无耗的，进入同轴线的功率就等于负载消耗的功率。
那就可以把电路简化只有一个负载Zin，又因为Zg与Zin都是复数且串联，就可以把Zg中的虚部等效到Zin中，最后得到反射系数为：其中：当反射系数为零时，功率可以无反射的传输，这时阻抗实现完全匹配。
射频功率放大器电路设计
本文主要对射频功率放大器电路设计进行介绍，主要介绍了射频功率放大器电路设计思路部分，以及部分设计线路图一、阻抗匹配设计大多数PA都内部集成了到50欧姆的阻抗匹配设计网络，不过也有一些高功率PA 将输出端匹配放在集成芯片外部，以减小芯片面积。
常用的匹配设计有微带线匹配设计、分立器件匹配设计网络等，在典型设计中有可能会将两者共同使用，以改善因为分立器件数值不连续带来的匹配设计不佳的问题。
PA阻抗匹配设计原理和射频中的阻抗匹配相同，都是共轭匹配设计，主要实现功率的最大传输。
常用工具可以使用Smith圆图来观察阻抗匹配设计变化，同时用ADS软件来完成仿真。
二、谐波抑制由本人微博《射频功率放大器 PA 的基本原理和信号分析》得知，谐波一般是由器件的非线性产生的倍频分量。
谐波抑制对于CE、FCC认证显得尤为重要。
由于谐波的频率较分散，所以一般采用无源滤波器来衰减谐波分量，达到抑制谐波的效果。
不仅PA，其它器件包括调制信号输出端都有可能产生谐波，为了避免PA对谐波进行放大，有必要在PA输入端即添加抑制电路。
上图所示无源滤波器常用于2.4G频段的芯片输出端位置，该滤波器为五阶低通滤波器，截止频率约为3GHz，对2倍频和3倍频的抑制分别达到45.8dB和72.8dB。
使用无源滤波器实现谐波抑制有以下优点：l 简单直接，成本有优势l 良好的性能并且易于仿真l 可以同时实现阻抗匹配设计三、系统设计优化系统设计优化主要从电源设计，匹配网络设计出发，实现PA性能的稳定改善。
3.1 电源设计功率放大器是功耗较大的器件，在快速开关的时候瞬间电流非常大，所以需要在主电源供电路径上加至少10uF的陶瓷电容，同时走线尽量宽，让电容放置走线上，充分利用电容储能效果。
PA供电电源一般有开关噪声和来自其它模块的耦合噪声，可以在PA靠近供电管脚处放置一些高频陶瓷电容。
有必要也可以加扼流电感或磁珠来抑制电源噪声。
从SE2576L的结构框图可以看出，该PA一共由三级放大组成，每一级都单独供电，前面两级作为小信号电压增大以及开关偏置电路，其工作电流较小，最后一级功率放大，其电流很大。
射频功率放大器的研究与设计
射频功率放大器的研究与设计一、本文概述随着无线通信技术的飞速发展，射频功率放大器作为无线通信系统中的关键组件，其性能对整体系统的性能具有重要影响。
本文旨在深入研究射频功率放大器的设计原理、优化方法以及实现技术，旨在提升功率放大器的效率、线性度和可靠性，以满足现代无线通信系统对高性能功率放大器的迫切需求。
本文首先介绍了射频功率放大器的基本原理和分类，分析了不同类型功率放大器的优缺点及适用场景。
随后，详细阐述了功率放大器的设计流程和关键参数，包括增益、效率、线性度等，并探讨了影响这些参数的主要因素。
在此基础上，本文重点研究了功率放大器的线性化技术和效率提升方法，包括预失真、反馈控制、功率合成等，旨在通过优化电路设计、材料选择和工艺实现等手段，提高功率放大器的整体性能。
本文还关注功率放大器的可靠性问题，分析了功率放大器在工作过程中可能出现的失效模式和原因，并提出了相应的改进措施。
通过对功率放大器可靠性设计的探讨，本文旨在为工程师提供实用的设计指导，以提高功率放大器的稳定性和可靠性。
本文总结了射频功率放大器的研究现状和发展趋势，展望了未来功率放大器可能的技术创新和应用领域。
通过本文的研究与设计，希望能够为射频功率放大器的发展和应用提供有益的参考和借鉴。
二、射频功率放大器的基本原理射频功率放大器是无线通信系统中的关键组件，其主要功能是将低功率的射频信号放大到足够高的功率水平，以便在无线信道中进行有效的传输。
射频功率放大器的基本原理可以从线性放大器和非线性放大器两个方面来阐述。
线性放大器在放大信号时，保持输入信号与输出信号之间的线性关系。
这意味着放大器的增益在输入信号的整个动态范围内是恒定的。
线性放大器通常用于需要低失真度和高线性度的应用，如调制和解调过程。
线性放大器的设计需要考虑增益平坦度、噪声系数和线性度等关键指标。
非线性放大器则允许输出信号与输入信号之间存在一定的非线性关系。
这种非线性特性可能会导致信号失真，但在某些应用中，如通信系统中的功率放大，非线性放大器能够提供更高的效率。
电子设计中的射频功率放大器设计
电子设计中的射频功率放大器设计射频功率放大器在无线通信系统中起着至关重要的作用，它是将输入的射频信号增强到足够大的功率输出到天线的关键组件。
在电子设计中，设计一个高性能的射频功率放大器需要考虑许多因素，包括频率范围、增益、功率输出、效率和稳定性等。
首先，频率范围是射频功率放大器设计的重要考虑因素之一。
不同的应用需要不同频率范围的功率放大器。
因此，在设计时需要确定输入和输出频率范围，并选择合适的放大器器件以确保性能。
其次，增益是衡量功率放大器性能的重要参数之一。
通常情况下，设计时需要根据系统要求确定所需的增益值，并选择合适的放大器电路拓扑结构和器件参数来实现目标增益。
功率输出是另一个关键指标，射频功率放大器需要能够提供足够大的输出功率以满足系统要求。
在设计中需要合理选择功率放大器的级联数、电源电压、电流等参数，以实现所需的输出功率。
效率是指功率放大器将输入功率转换为输出功率的比例，通常以百分比表示。
高效率的功率放大器能够减少系统能耗，提高整个系统的性能。
因此，在设计时需要考虑部分负载效率等因素，优化功率放大器的效率。
稳定性是指功率放大器在不同工作条件下能够保持稳定的工作状态。
设计稳定的射频功率放大器需要考虑反馈回路、匹配网络等因素，避免出现振荡或失稳等问题。
总的来说，设计一个高性能的射频功率放大器需要综合考虑频率范围、增益、功率输出、效率和稳定性等因素，并根据具体的应用需求来选择合适的设计方案。
正确选取放大器器件、设计适当的电路拓扑结构以及优化器件参数都是实现设计目标的关键步骤。
在实际设计过程中，可以利用各种电子设计软件进行仿真和优化，帮助工程师快速验证设计方案，提高设计效率。
同时，也需要通过实际测试和调试来验证设计的性能，确保射频功率放大器能够稳定可靠地工作在系统中。
射频功率放大器设计是电子设计中的重要环节，设计一个高性能的功率放大器需要工程师具备扎实的电子学理论知识和丰富的设计经验。
通过不断学习和实践，工程师们可以不断提升自己的设计能力，为无线通信系统带来更加稳定和可靠的性能。
射频功率放大器设计与优化
射频功率放大器设计与优化射频功率放大器（Radio Frequency Power Amplifier，简称RFPA）是无线通信系统中的重要组成部分，其主要功能是将输入的低功率信号放大至较高的功率水平，以满足系统的传输要求。
设计和优化一个高效、线性且稳定的RFPA对于提高通信系统的性能至关重要。
本文将介绍RFPA的基本原理、设计要点和优化方法，并重点讨论功率增益、效率和线性度等关键性能参数的优化技术。
一、RFPA的基本原理RFPA的基本原理是利用功率管（例如晶体管）的非线性特性，将输入的低功率信号经过放大电路放大至较高的功率水平。
主要包括输入匹配、功率放大和输出匹配三个部分。
1. 输入匹配：输入匹配电路的作用是将信号源的输出阻抗与功率管的输入阻抗匹配，以实现最大功率传输。
常用的输入匹配网络包括L 型匹配网络和PI型匹配网络。
2. 功率放大：功率放大器的核心是功率管，其输入端接收到匹配网络输出的信号，并通过引入直流偏置电压，使功率管工作在合适的工作点上，以实现较高的线性度和功率增益。
3. 输出匹配：输出匹配电路的作用是将功率管的输出阻抗与负载的输入阻抗匹配，以实现最大功率传输。
常用的输出匹配网络包括π型匹配网络和T型匹配网络。
二、RFPA的设计要点为了实现高效、线性和稳定的RFPA设计，需要考虑以下几个关键要点。
1. 功率增益：功率增益是衡量RFPA放大效果的重要指标。
在设计过程中，需要权衡信号增益和功率增益之间的关系，并选择合适的放大器结构和电路参数。
通常情况下，可以选择分级放大的结构，通过级联不同功率管实现较高的功率增益。
2. 效率：RFPA的效率指的是输入电能和输出射频功率之间的转换效率。
高效率的设计可以提高系统的能源利用率，并减少功耗。
为了提高效率，可以采用最大功率追踪技术、动态功率调整技术和功率补偿技术等方法。
3. 线性度：RFPA的线性度决定了其输出信号的失真程度。
在设计中，需要考虑非线性失真的抑制和动态范围的优化。
射频功率放大器的设计
本科毕业设计(论文)题目用于通信系统终端的的设计与实现专业名称通信工程学生姓名张永祥指导教师邹昕毕业时间2016年6月任务书一、题目用于通信系统终端的的设计与实现二、指导思想和目的要求现阶段，当代社会无线通信技术飞速的发展。
在我们的日常生活中，诸如蓝牙，等无线通信技术随处可见，目前无线通信系统已经全面进入4G时代，未来又将步入5G时代。
功率放大器虽然只是无线通信系统中很小的一块，然而其设计的好坏却关系着系统整体的性能，目前，世界上无线通信用户的人数逐年的递增，它的发展现在已经相当成熟。
由于通信业的飞速发展，对于功率放大器我们也提出了新的要求，我们要设计出性能良好的放大器来支撑整个无线通信系统。
类功率放大器是一个相对在效率和线性度折中的一种放大器，是功率放大器最为常用的一种形式，应用十分广泛。
类功率放大器处在A类和B类放大器中间的位置，导通角在180°~360°这个范围。
在确定放大器指标后，首先要对采用的晶体管进行直流工作点的扫描分析，以获得最佳的工作状态。
完成晶体管支流扫描后，还需要对射频功率放大器电路的稳定性进行分析，以保证其工作的稳定。
对于射频放大器，往往用的是在输入端进行阻抗匹配的共轭匹配，共轭匹配是一种常见的处理方法，这样做可以很大的范围内降低功率的反射，功率的反射整个电路影响非常大。
另外，在输出端，我们一般用负载线匹配的方式。
在真正进行放大器的操作实验时，我们会采用曲线，曲线可以确定匹配阻抗的阻值，让我们了解参数的范围。
通过使用，我们可以得知当最大功率输出时的阻抗点是多少。
三、主要技术指标本次以一个类功率放大器使用2009软件进行射频功率放大器的设计，设计一个指标为工作频率：900；1压缩点输出功率：>35；增益：> 20的类功率放大器。
在完成仿真后，从频谱中应当可以看到功率放大器在900时输出最大功率谱信号。
四、进度和要求第二～三周了解并明确毕业设计题目和方向，完成开题报告和任务书第四～五周查找相关资料，并学习理论知识第六～七周查阅资料，学习2006软件相关知识，并熟练掌握运用第八～九周定设计方案，设计原理图，提交外文翻译，完成中期检查报告第十～十一周设计仿真，分析并解决实验过程中的错误，对仿真设计进行完善第十二周对设计系统定型，验证结果与修正，对产生的数据结果进行整理第十三～十四周初步完成毕业设计论文的撰写，并检查其中的错误，对论文进行校对第十五～十六周完成论文，完成毕业答辩五、主要参考书与参考资料[1] 徐兴福2008射频电路设计与仿真实例[M].北京：电子工业出版社.2009.9[2] 黄瑜蓝射频电路的设计与应用.北京：电子工业出版社.2011（2）[3] 车相前.基于射频电路的设计和仿真.北京：人民邮电出版社.2005（4）[4] 廖承恩.微波与天线技术基础[D].南京：南京邮电大学出版社.2005[5] 陈亦匡.滤波器的设计[M]. 北京：人民邮电出版社.1945.8[6] 李蓉. 滤波器的设计和仿真[D].西安：西安电子科技大学出版社.2008[7] 周西朗.微波技术和天线.西安：西安电子科技大学出版社.2007.5[8] 陈铖颖.基于软件的射频电路设计.北京：北京邮电出版社2013（11）[9] 吴晥春.当代微波器的设计和应用[D].北京.北京邮电出版社.2010.6学生指导教师系主任摘要近年来随着无线通信的迅速发展，以无线电波为载体的移动通信、无线局域网等为代表的现代通信网成为了支撑现代经济的基础结构之一，功率放大器作为射频发送机前端最为重要的电路部分，在很大程度上决定了发送机整体性能，其设计的好坏影响着整个系统的性能。
FDD LTE 5W功放设计方案
FDD LTE 5W功放设计方案一、概述FDD LTE采用OFDM调制正交频分复用技术，是多载波调制的一种，将一个宽频信道分成若干个正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。
OFDM的优点是频谱利用率高；抗多径干扰；；抗频率选择性衰落。
OFDM的不足之处是OFDM信号是由多个统计独立的相互正交的子载波信号叠加而成，根据中心极限定理，当子载波数较大时，信号的幅度将趋于高斯分布；因此，OFDM存在峰均比（PAPR）过高的问题，高峰均比对RF功率放大器提出更高的要求。
1．1设计目标根据客户要求，射频功放技术指标如下1．2缩略语ACPR---------相临信道功率比 ALC---------自动电平控制 GAIN---------增益1．3参考文献（1）Freescale Semiconductor Technical Data Sheet （2）NXP Product Data Sheet（3）《微波集成电路》国防工业出版社 （4）《射频微波电路设计》电子工业出版社二、设计思路2．1功放单元总体框图设计 FDD LTE 信号的峰均比比WCDMA 以及CDMA 都要高，有12dB,所以要使ACPR指标满足要求，势必对功率管的选择有更高的要求，当功放额定功率为5W 时，末级功率管的1dB 压缩功率要大于80W ，原理框图RF OUTRF INPIN管温补衰减器MGA-30689M 6S010BLF6G10-135隔离器-4-514-0.3MGA-30689隔离器-0.3141718根据功放50dB 的功率增益要求，电路采用四级放大构成，第一级采用BG13B,增益为14dB,OIP3为37dBm,该管是一款具有平坦增益，高线性、低噪声的增益模块，且价格便宜；推动级采用Freescale 公司的MW6S010,增益是17dB,频率范围20~1500MHz;单元输出37dBm 时,该级输出20dBm ，ACPR 可达-58dBc,线性指标余量足够大。
433MHz-5W功率放大器设计及应用
433MHz-5W功率放大器设计及应用王志霞【摘要】High frequency power amplifier is an important part of the transmitter,and it is also an essential part of the communicationmunication distance is limited in actual use,so a high frequency power amplifier with a power amplifier of 5W is designed.This paper mainly introduces the Scheme selection of the hardware circuit schematic of the power amplifier、unit circuit design and component parameter selection.At the same time, it debuggs and tests the physi-cal object.So that the power amplifier has been further improved, able to run stably.%高频功率放大器是发射机的重要组成部分，也是通信系统必不可少的环节。
针对通信距离受限这一实际情况设计了一款放大功率为5W的高频功率放大器。
主要介绍该功放硬件电路原理图方案选择、单元电路设计、元器件参数选择，同时对实物进行调试测试，使功放得到进一步完善，能夠稳定运行。
【期刊名称】《办公自动化（办公设备与耗材）》【年(卷),期】2016(000)017【总页数】4页(P55-58)【关键词】高频功率放大器应用;功率放大器原理【作者】王志霞【作者单位】山西大学商务学院太原 030000【正文语种】中文【中图分类】TN722.1+4随着互联网的高速发展，人们的生活越来越智能化。
大功率宽带射频脉冲功率放大器设计
大功率宽带射频脉冲功率放大器设计
大功率宽频带线性射频放大器模块广泛应用于电子对抗、雷达、探测等重要的通讯系统中，其宽频带、大功率的产生技术是无线电子通讯系统中的一项非常关键的技术。
随着现代无线通讯技术的发展，宽频带大功率技术、宽频带跳频、扩频技术对固态线性功率放大器设计提出了更高的要求，即射频功率放大器频率宽带化、输出功率更大化、整体设备模块化。
通常情况下，在HF~VHF 频段设计的宽带射频功放，采用场效应管(FET)设计要比使用常规功率晶体管设计方便简单，正是基于场效应管输入阻抗比较高，且输入阻抗相对频率的变化不会有太大的偏差，易于阻抗匹配，另外偏置电路比较简单，设计的放大电路增益高，线性好。
本文的大功率宽频带线性射频放大器是利用MOS 场效应管(MOSFET)来设计的，采取AB 类推挽式功率放大方式，其工作频段为O 6M～10MHz，输出的脉冲功率为1200W。
经调试使用，放大器工作稳定，性能可靠。
调试、试验和实用时使用的测试仪器有示渡器、频谱分析仪、功率汁、大功率同轴衰减器、网络分析仪和射频信号发生器。
1 脉冲功率放大器设计
1.1 电路设计
设计的宽频带大功率脉冲放大器模块要求工作频段大于4 个倍频程，而且输出功率大，对谐波和杂波有较高的抑制能力;另外由于谐波是在工作频带内，因此要求放大器模块具有很高的线性度。
针对设计要求，设计中射频功率放大器放大链采用三级场效应管，全部选用MOSFET。
每级放大均采用AB 类功率放大模式，且均选用推挽式，以保证功率放大器模块可以宽带工作。
考虑到供电电源通常使用正电压比较方便，。
5W射频宽带功率放大器的设计
ｔａ ，ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｒ ｓｓａ ｌ，ｔ ｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｓ ｒｌ ｂｅ ｎ ｈｓａ ｌｉｒｈ ｓＳ Ｃ ｈ ｔ ｈｓ ｍｐｉ ｅ ｗｏ ｋ ｉ ｔｂｅ ｈ ｅｆｒ ｎ ｅ ｉ ｅｉ ｌ，ａ ｄ ｔ ｉ ｍｐｉ ｅ ａ Ｕ — ｆｒ ａ ｆ ｃｓｆ ｌ ｐ ｌ ｄ ｔ ｈ ｏ ｅｓｕｌ ａ ｐｉ ｏ ｔｅ ｃｍｍ ｕ ｉａｉｎ ｙ ｅ ｎｃ ｔ ． ｏ
讯 实践 。
关键 词 ： 功率放 大器
功 率增益
宽频 带
传输 线 变压 器
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２０ ０７年 第 ３期 巫 丛平 刘静 霞 ：Ｗ 射 频 宽带功 率放 大器 的设计 ５
射频宽带放大器的设计方案
射频宽带放大器设计报告摘要：本系统以AD公司生产的高速可控增益运放AD8330为核心,结合固定增益放大、可变增益放大、末级差分电路等主要部分，能实现放大倍数0～50dB 增益可调。
前级放大采用一片AD8330实现可变增益放大，固定增益放大采用OPA847芯片实现10倍的固定增益放大,再经末级1片电流反馈型运放THS3001扩流,构建末级差分驱动负载。
关键词：宽带放大器高速运放 OPA847 AD8330一、方案论证与选择1、方案选择与比较1.1 固定增益放大器比较方案一：采用OPA820运放芯片作为固定增益放大，该芯片是一种高速运算放大器，在6 Hz~ 20 MHz 的通频带中可实现放大增益为43 dB, 具有带内波动小, 输出噪声低的特点。
但是缺点是通频带不够宽。
方案二：采用OPA695电压反馈型高速运算放大器,在1400MHz频率下能实现两倍放大，符合本题要求,但在高频下,该运放易产生自激。
方案三：采用OPA847, 电压反馈型高速运算放大器，最大频带宽度达3.9GHz，完全满足本题频带要求，输入电压噪声低，带内波动小，自激现象少。
综上所述，本设计采用方案三。
1.1.2 可变增益放大器比较方案一：采用可编程程控放大器AD603。
该运放增益在-11～+30dB范围内可调，通过改变管脚间的连接电阻值可调节增益范围，易于控制。
但该运放增益可调带宽为90MHz，不满足题目要求。
方案二：采用高增益精度的压控VGA芯片AD8330。
该芯片可控增益带宽可达150MHz，增益可调范围0~70dB,符合本题指标要求.因此，该电路采用方案二。
1.1.3 电压增益可调方案比较方案一：基于单片机做步进微调。
由单片机MSP430G2553及12位DA转换芯片TLV5616对AD8330进行程控，实现增益在可取范围内可调。
但是，此设计只能步进调节，不能连续可调，此方案不可取。
方案二：基于精密电位器做连续可调。
用一个精密电位器对+5V分压后输入AD8330 5脚VDBS,从而对电压增益实现连续可调。
宽带射频功率放大器设计
宽带射频功率放大器设计射频（Radio Frequency，简称RF）功率放大器在现代通信系统中起着重要的作用。
它的主要功能是将低功率的射频信号放大到足够的功率级别，以便于传输和处理。
宽带射频功率放大器是一种可以在大范围的频率范围内提供高功率放大的设备。
本文将介绍宽带射频功率放大器的设计。
在设计宽带射频功率放大器之前，需要明确一些基本参数和要求。
首先，需要确定放大器的工作频率范围。
宽带放大器通常涵盖几个频率段，因此需要确保在所需的频率范围内具有足够的增益和线性性能。
其次，需要确定放大器的输出功率要求。
输出功率是放大器设计中的一个重要指标，它决定了放大器能够提供的最大信号功率。
最后，需要考虑放大器的线性性能和稳定性。
线性性能是指放大器输出信号与输入信号之间的线性关系，而稳定性是指放大器在工作过程中能够维持恒定的增益和相位特性。
在设计过程中，可以使用不同的拓扑结构和技术来实现宽带射频功率放大器。
其中一种常见的结构是宽带巴氏极双管功率放大器。
该结构使用共射和共基级联的方式来实现高增益和宽带特性。
另一种常用的结构是宽带巴氏极共基功率放大器，它具有简单的结构和高输入阻抗，适用于高频应用。
在选取合适的放大器结构后，还需要选取合适的放大器器件。
常用的射频功率放大器器件包括三极管、场效应晶体管和集成电路。
三极管具有高增益和线性特性，适用于较低频率的应用。
场效应晶体管具有较高的工作频率和功率特性，适用于较高频率的应用。
集成电路则具有更高的集成度和稳定性。
根据特定的应用需求，可以选择合适的器件。
除了放大器器件外，还需要选择合适的匹配网络来实现放大器的输入和输出匹配。
匹配网络能够提高放大器的功率传输效率和线性特性。
常用的匹配网络包括隔离电容、电感和变压器等。
通过合理选择匹配网络的参数，可以实现最佳的匹配效果。
最后，在完成放大器设计后，需要进行仿真和测试验证。
使用电磁仿真软件可以对放大器的工作性能进行模拟和优化。
实际测试可以验证设计的准确性和性能指标的达标情况。
5W音频功率放大器设计报告
OT 音频功率放大器设计报告指标要求：不失真功率5W 。
1、选择电路形式：OTL 功率放大器通常由功率输出级、推动级和输入级三部分组成。
功率输出级有互补对称电路和复合管准互补对称电路之分，前者电路简便易行，但由于大功率管β不大，故推动级要求有一定功率，复合管准互补对称电路优点是大功率管可用同一型号，复合后β较大，推动级只要小功率管就可以了，但复合管饱和压降增大故电源电压要相应高一些，晶体管数目要多一些。
推动级通常是甲类放大，其工作电流大于功率管基级推动电流，故有一定功率要求。
由于推动级电压幅度与输出级相同，通常采用自举电路来达到，一般推动级都是共射级放大电路，具有一定的电压增益。
输入级的目的是为了增大开环增益，以便引入深度负反馈，改进电路的各项指标。
输入级与推动级之间有阻容耦合和直接耦合多种形式。
2、电源电压的确定当负载电阻一定时，电源电压的大小直接与输出功率有关。
L cc R P nV ∙∙≅081其中n=0.8左右。
所以cc V ≅22伏 3、功率级的设计功放管的要求：W P P V V V ARL V I M M C cc CC cc CM 12.01121375.12/0======查3DD15（50W 、50V 、5A 、β50），2Z730C （50W 、100V 、15A 、β50）。
完全能满足要求，故选用之。
功率管需推动电流：mA A I I cM M b 5,2750/2/3===β耦合电容6C ：uf R f C LL 200021)53(6≅∙-=π 取2000uf/25V 。
稳定电阻12R ：现取1Ω2W 。
4、推动级设计mA I I m b c 5,2732=> 取mA I c 402=V V V cc M ce 222==mV I V P c cc M c 44040.112/22==∙= 不超过3DG12的700mV 消除交越失真选二极管 2CP12（100mA ，0.9V ）Ω=-=-=+25050111223109e m be cc I V V R R 一般L R R R >>>910 取Ω=Ω=200,50109R Ruf R R f C L 100//21)53(1095≅-=π 取100F μ/15V mA mA I I c b 5.0804022===β 取Ω==+=+Ω≈== 5.5k 2m 1124701.5m 0.75m .1b282788AV I I V W R AV R AI R CC R 选K W K R 4.7,327==进行调节以达到最佳工作点由于推动级用的是中功率管，故其输入电阻为：Ω=+=5340m 26m 1be2AV ）（βγ 推动级的负载电阻可等效为： L L R R R R //1//93be310'2）（βγ++≅ 其中 Ω=+= 1.926m 1e 3be3I V ）（βγ 所以，Ω≅380'2L R推动级的电压放大倍数为：-574-be2'22v2==γβL R A推动级基极推动电压为： V V A V V CC 0.02574112v2b2M ≅== 8R 对信号的分流为：A R V I M M R 0.04m 8b28== W R R +7上反馈电流的峰值M R I 7为：A R R V I W CCMR 2.0m 277≅+= 总推动信号交流峰值为：mA A A A I I I I M R M R M M 54.22m 0.04m 0.5m 78b2=++=++=5、输入级设计由于推动级需要2.34mA 的交流推动信号，故输入级静态电流应大于2.34mA 。
基于功率放大技术的宽带射频信号发生器设计
基于功率放大技术的宽带射频信号发生器设计宽带射频信号发生器是一种可以产生高频信号的设备，广泛应用于通信、无线电、雷达等领域。
它通过利用功率放大技术，实现对信号发生器输出功率的增加，从而满足不同应用场景对信号的要求。
设计一款基于功率放大技术的宽带射频信号发生器，需要考虑以下几个方面的内容。
首先，需要确定设计的频率范围。
宽带射频信号发生器的设计需要覆盖广泛的频率范围，因此需要选择合适的射频功率放大器来满足不同频率段的需求。
常见的功率放大器包括晶体管放大器、宽带放大器等，根据不同的频率范围来选择适合的功率放大器。
其次，需要考虑输出功率的要求。
功率放大技术可以实现对信号的输出功率进行提高，因此需要根据具体应用场景的要求确定所需的输出功率范围。
在功率放大器的选择和设计中，需要考虑功率放大器的增益和效率等指标，以实现在输出功率要求下的最佳性能。
在信号发生器的设计过程中，还需要考虑信号的频率稳定性和相位噪声等指标。
频率稳定性是指信号在稳态下的频率波动范围，相位噪声是指信号在频域上相位的不确定性。
这些指标对于射频信号的应用非常重要，因此需要通过合适的频率源和相位锁定电路等手段来实现。
此外，还需要考虑信号发生器的调制功能。
调制是指改变信号参数的过程，常见的调制方式包括幅度调制、频率调制、相位调制等。
在射频信号发生器的设计中，通常需要提供多种调制方式，以满足不同应用场景的需求。
在实际设计过程中，还需要考虑安全性、可靠性和易用性等因素。
安全性要求针对高频信号产生和功率放大过程中可能存在的危险进行合理的设计，例如添加过压、过流保护装置。
可靠性是指设备在长时间运行中的稳定性和可靠性，需要选择合适的元器件和材料，并进行严格的性能测试。
易用性则要求设计简单明了、操作方便，界面友好，并提供必要的故障诊断和维护功能。
综上所述，基于功率放大技术的宽带射频信号发生器的设计需要考虑频率范围、输出功率、频率稳定性、相位噪声、调制功能、安全性、可靠性和易用性等多个方面。
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2 测试
图 6 温度补偿电路
119 散热问题 凡是射频功率放大 ,其输出功率很大 ,管子的
211 波段测试 通过前一部分对各电路的分析和设计 ,利用 矢量网络分析仪进行调试 。三频段的测试参数如 下表 1 ,其滤波器第三频段及高通滤波器的调试 图分别如下图 7 和图 8 所示 。
图 7 第三频段滤波器测试图
的匹配网络时 ,不仅考虑了简单性和频带宽度 ,同 必须检验磁环的功率容量 。这是由于磁环的磁
时也考虑了电路种类和可调节性等方面的要求 。 通 ,在功率较大时会出现饱和 ,以致大信号时等效
它们不仅降低了成本 ,也使电路可靠性提高 。如 L 下降 ,功率送不过去 。变压器的一般规律是磁
果级间不满足共轭匹配的条件 ,系统的功率增益 饱和频率越低越严重 ,所以功率效验要在低频限
式下应用 。因此 ,在设计中 ,采用了 1∶1 传输线变
11315 AL C 及 BL K 控制电路
压器 ,且用高μ低耗的高频磁环 (为了得到宽带响
AL C 自动增益控制电路是一个闭环的控制
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2007 年第 3 期 巫丛平 刘静霞 :5W 射频宽带功率放大器的设计
系统 ,系统的阶数极点和拐点 、时间常数以及避免 超调和调整不足等问题需要认真考虑 ,在此设计 中 ,主要作用是在输入电平不变的情况下 ,保证在 不同频点下输出 5W 。信号经过自动增益控制电 路后首先输入到一级功放进行放大 (一级有 25dB 增益 ,可以出 1W) ,输出经过传输线变压器的平 衡和不平衡变换后输入到下一级的功放输入端 , 下一级的功放增益为 18dB ,可以输出 16W 。而 BL K 控制电路的作用是当跳频电台在跳频时 ,不 让杂散和一些干扰信号发射出去 。
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2007 年第 3 期 巫丛平 刘静霞 :5W 射频宽带功率放大器的设计
5W 射频宽带功率放大器的设计
巫丛平 刘静霞 (成都电子机械高等专科学校 四川 成都 610031)
摘 要 :在宽带放大电路的设计中 ,往往是以牺牲功率增益来换取宽频带的功率增益 的平坦特性 。本设计除了满足增益平坦和效率外 ,还考虑了波段转换的速度 、体积 、受环 境影响的大小等要求 。调试及试用表明 ,该放大器工作稳定 ,性能可靠 ,已成功应用于通 讯实践 。
入也可以设计成具有特定的频率响应 ,使低端反
传输线变压器另一重要作用就是进行平衡和
馈强 ,高端反馈弱 ,从而弥补功放管高低端增益具 非平衡的变换 。例如 ,三极管的共射 、共基放大电
有很大差别的缺陷 。通过从所选用功率管的手册 路及三极管的差分放大电路的输入和输出端口就
中查到相应的 S 参数 ,利用软件进行仿真设计 ,计 是平衡和非平衡的 。
抗匹配 ,可以最大限度的利用功率管本身的带宽 偏置电路和无源偏置电路两种 。通常需要根据特
潜能 。传输线变压器在设计使用上有两点必须注 定电路的需要 ,进行有针对性的偏置电路的设计 。
意 ,一是源阻抗 、负载阻抗和传输线阻抗的匹配关 在直流偏置电路的设计中 ,电路的稳定性是一个
系 ;二是输入端和输出端在规定的连接及接地方 非常重要的指标 。
关键词 :功率放大器 功率增益 宽频带 传输线变压器 Abstract :In t he design of broad band amplification elect ric circuit , often to gain broad band smoot h characteristic of t he power - plus is at t he expense of t he power - plus1 This de2 sign not only contains t he gain plus and t he efficiency , but also has considered wave band switching speed and size and circumstance and so on1 The debugging and practice indicated t hat , t his amplifier work is stable , t he performance is reliable , and t his amplifier has suc2 cessf ully applied to t he communication1 Key words :power amplifier power - plus broad band t ransmission line t ransformer 中图分类号 : TN722
算出匹配电路各器件的参数范围 ,以加快功放的
11314 直流偏置电路
调试过程 。
在射频放大电路的设计中 ,容易忽视直流偏
11313 传输线变压器的设计
置电路的设计 。如果直流偏置电路设计不当 ,会
利用传输线阻抗变换器来完成高阻的信号源 影响射频放大电路的功率增益 、噪声系数 ,甚至会
或负载与低阻的功率管输入端或输出端之间的阻 导致放大电路的不稳定 。直流偏置电路包括有源
图 2 磁化曲线及饱和磁通密度
114 收发电路 因为此设计是一个半双工的放大电路 。所 以 ,根据设计指标 ,当发射时 ,给发射通道的二极 管加一个 5V 的电压 ,而给接受通道的二极管加 一个 35V 的电压 ,信号通过发射控制电路输出 , 而接收通道的二极管被加了一个 35V 的电压而 截止 ,信号不能通过 ,所以不能到达接收通道 ;为 了满足收发隔离度的要求 ,在接收通道加一 PN 管到地 ,当有信号到达接收通道时 ,信号到地 。接 收时电压则相反 。 115 波段控制设计 在射频通信系统中 ,通常都需要使用滤波器 电路用来分离有用的信号 。按照处理信号的种 类 ,滤波电路可分为模拟滤波电路和数字滤波电 路 。在设计时 ,主要涉及模拟滤波电路的设计 ,一 般使用无源电路来实现 ;而数字滤波电路则利用 有源电路来实现 。因为功放的效率要求很高 ,所 以滤 波 器 的 插 损 不 能 太 大 , 要 求 插 损 低 于 013dBm ,反射小于等于 - 16dBm ,带外抑制要小 于等于 - 52dBm 。 由于功放的频段范围是 30M Hz～90M Hz ,低
功耗也大 ,发热量非常高 ,因此必须对管子散热 。 根据每一级管子的功耗 PD 以及管子的热特性指 标 ,这些热指标包括器件管芯传到器件外壳的热 阻 RθJ C ,器件允许的结温为 TJ 、工作环境温度为 TA 等 ,可以计算出需要使用的散热材料的尺寸 大小和种类 。本设计中 ,器件的工作环境为不超 过 65 ℃,为了使散热较快 ,把紧贴功放管的壳体 设计成散热片的形式 ,而且在壳内全部热界面涂 覆导热硅胶 ,保证功放正常工作 。
图 4 高通滤波器原理图
117 定向耦合器 定向耦合器又称为方向耦合器 ,因为这种器 件的输入和输出信号除了幅度信号外 ,还有一定 的方向性关系 。它类似于高频电路中的变压器网 络 ,功率按比例和相位进行分配和耦合 。定向耦 合器是一个四端口的网络 ,如图 5 所示 。本设计 采用此 器 件 , 达 到 收 发 隔 离 , 要 求 其 隔 离 度 ≥ 85dB 。
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期ห้องสมุดไป่ตู้
成CH都EN
电子机械高等专科学校学报
GDU EL ECTROMECHAN ICAL COLL EGE
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的 80 %以内 ,因为功率管的大多参数都与热状态 有关 。除此之外 ,还应当考虑功率管的频率 、增
益 、输出功率等特性 ,由指标要求 ,此设计选用的 功率管是 Motorola 公司的 MRF137 。
不能达到最大 。如果出现严重不匹配 ,有可能导 上进行 。在校核功率容量时 ,首先要根据所用材
致放大电路不再满足稳定工作条件 ,而演变为一 料的 H —B 曲线选定饱和磁通密度 BM ,BM 要选
个振荡电路 。为此需要设计良好的匹配电路 ,同 择在曲线弯曲部稍前 (如图 2 所示) ,根据这一点
时引入负反馈来尽量展宽工作带宽 。负反馈的引 相应的 HM 值得出传送至次级的功率 。
图 5 定向耦合器
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40
期
成CH都EN
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118 温度补偿电路 为了使功放受环境影响较小 , 且要在 40 ℃—+ 65 ℃的温度下工作 ,而功率增益不能下 降 115dBm ,所以要对功放进行温度补偿 。考虑 功放管在高温时增益下降 ,而低温时增益升高。 所以为了让功放在温度变化时增益保持较小的变 化 ,此设计对功率管的栅压进行调整 (相对于常温 25 ℃) ,电路如图 6 所示 。
图 8 高通滤波器测试图
指标 频率 反射 插损 阻抗
单位 M Hz dBm dBm dBm
要求
30 - 90 ≤- 16 ≤013 ≤- 55
因为滤波器一次只能在一个频段工作 ,其它 两频段的电子开关应该断开 ,而在实际中 ,电子开 关关断的时候还是有信号通过 。例如 ,当一段滤 波器工作时 ,信号会从二段 ,三段滤波器通过 。为 了消除这种情况 ,在滤波器后加了一消隐电路 ,当 有信号时让它到地 。
116 高通滤波器 接收通道 30M Hz 高通要求带外抑制小于等 于 50dBm ( ≤20M Hz 处) 。高通滤波器的插损要 求小于等于 013dBm ,反射小于等于 - 15dBm 。其 原理图如图 4 所示 。
随着现代通信技术的发展 ,功率放大器已成 为无线通信系统中一个不可或缺的部分 。宽频带 高速跳转技术 、宽频带扩频技术对固态发射机提 出了更高的要求 ,即射频功率放大器宽带化 。宽 带大功率产生技术已成为现代通信对抗的关键技 术 ,即使接收机构性能再好 ,能准确跟踪瞄准目 标 ,但最终干扰效果的实现还须依赖于发出的大 功率信号来压制 ,其重要性不言而喻 。目前 ,正朝 着多载波 、大容量 、高速度方向迅猛发展的 CD2 MA 、L MDS、WLAN 等无线通信系统均对功率放 大器提出了很高的要求 。以前 ,我国干扰机的大 功率固态功放一直靠进口 ,但随着技术的进步和 器件制造水平的提高 ,大功率的自制或部分自制 成为可能 。应某军工应用要求 ,笔者设计了功率 大于等于 5W 的射频宽带功率放大器 ,并成功应 用于实践 。