k波段功率放大器的设计研究

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1、学校代码10701学号1211122706分类TN82号TN72密级公开西安电子科技大学硕士研究生毕业论文K波段功率放大器的设计研究作者姓名：胡国娟一级学科：电子科学与技术二级学科：微电子学与固体电子学学科门类：工学硕士指导教师姓名、职称：马佩军副教授提交日期：2014年11月ADesignofK-BandPowerAmplifierAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMaster

2、inElectronicScienceandTechnologyByHuguojuanSupervisor:A.Prof.MapeijunJanuary2015西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做

3、的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授

4、权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要无线通信系统飞速发展，其设计要求也随之越来越高，功率放大器（PA）位于射频发射系统的末端，是无线通信系统中最重要的模块之一。功率放大器在射频发射系统中是消耗功率最大、成本最高的元件，其性能十分关键，对整个通信系统的性能影响重大。无线通信系统的非线性主要来源于功率放大器的非线性，为了提高无线系统的非线性、减小功耗以及降低成本，良好的线性度和高效率是功率放大器追求的目标，也是功放设计中的一个难点。本文的主要研究工作是基于0.15μmGaAsPHEMT工艺，设计了性能良好的

5、K波段两级功率放大器。在设计过程中，采用微带线进行匹配，不断调试，达到设计指标的要求。基于传统的功率放大器的设计，采用Doherty技术提高了功率放大器的效率。本文首先介绍了功率放大器的各项技术指标，并对各种类型的功率放大器进行了分析比较，然后针对线性度和效率这两个主要的指标，详细地叙述了其意义以及改善这两个指标的方法。功率回退法、预失真技术、前馈技术都是常见有效的改善线性度的方法。Kahn包络分离和恢复技术、包络跟踪技术、LINC技术以及Doherty技术可以有效地提高功率放大器的效率。在设计过程中，利用负载牵

6、引技术得到最佳的负载阻抗，设计匹配网络达到最大的功率传输。通过对直流偏置电路、稳定性电路以及匹配电路的设计，完成K波段功率放大器的设计，最终的两级功率放大器的输出功率为24dBm，PAE达到36.9%。功率放大器的增益为16.85dB，版图的面积为2*1.2mm2。根据Doherty技术原理并按照两级功率放大器的设计流程，设计了Doherty功率放大器，该功率放大器包含了主功率放大器、辅助功率放大器以及Wilkinson功分器，其中主功率放大器为AB类放大器，辅助功率放大器为C类放大器。经过仿真验证，和传统的AB

7、类功率放大器相比，Doherty功率放大器将功率回退6dB时的效率提高了16%，由此可见，Doherty技术能够非常有效地提高功率放大器的效率。关键词：无线通信系统，GaAsPHEMT，两级功率放大器，Doherty功率放大器论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofwirelesscommunicationtechnologies,thedesigndemandofwirelesscommunicationsystemisg

8、rowing.Poweramplifieristhebackendofradiofrequencytransmitter.Asoneofthemostimportantblocksandlargecostelements,itplaysaveryimportantroleinradiofrequencytransmitter.Itsconsumptionisthegrea