学习微波固态功率放大器的脉冲调制技术

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1、微波固态功率放大器的脉冲调制技术朱枫东南大学摘要通过控制微波功率场效应管的漏极电流可以实现脉冲调制，具有通断比高、脉冲上升/下降沿陡峭的特点，能够有效地提高功率放大器的效率并降低对散热的要求，因而被广泛应用于脉冲雷达和半双工通信系统中.论文首先对微波HEMT功率放大器的特性，尤其是直流特性进行了详细分析，从而得出HEMT器件漏极电流脉冲调制性能优于栅极电压脉冲调制的结论。在此基础上，设计了基于P-channelMOSFET的漏极电流脉冲调制器，利用MOSFET的SPICE模型对调制器电路进行了时域仿真分析，在此基础上优化电路设计。结合漏极电流脉冲调制器，分析了HEMT微波功率放大器偏置电路

2、中的滤波电容和寄生电感等因素对脉冲调制波形的影响，从而为这些参数的权衡选择提供参考。最后给出了调制器的测试方案.关键词:功率放大器:脉冲调制:漏极;上升厅降沿PulseModulationofMicrowaveSolid-StatePowerAmplifierZHUFengSoutheastAbstractPulsemodulationofpowerFETcouldbeachieved场directlycontrolingitsdraincurent.Thisschemehigheron-offratewithsteeperrising/fallingedgeandthustheeffic

3、iencyofpoweramplifierwhilealleviatethethermaldissipationrequirement.Therefore,ithasbeenwidelyappliedinpulsedradarandhalf-duplexcommunicationsystems.Inthispaper,HEMTpowerdeviceisanalyzedindetailespecialyitsdirectcurentcharacteristics,indicatingthatdrainpulsingisbetterthangatepulsingforthisdevice.Wi

4、ththisunderstanding,adraincurentpulsemodulatorisdesignedbasedonP-channelpowerMOSFETsimulationonmodulatorcircuitisgivenbydevelopingSPICEmodelofMOSFET,bytheoptimizationofthecircuits.Also,theeffectoffiltering/stabilizingcapacitorsandbond-wireinbiascircuitofHEMTpoweramplifieronpulsewaveformisandguidan

5、cetoselecttheseparametersintrade-offispresented.Theschemeformodulatortestingisintroducedintheend.Keywords:Poweramplifier;Pulsemodulating;Drain;rise/falltime东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位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的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南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

6、所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名朱枫日期:T7X东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名:未现一导师签名:A5。期:，。.:。。第一章引言第一章引言1.1脉冲调制电路简介脉冲调制器主要用于脉冲体制的雷达中，以实现收发隔离。同样，在半双工体制的通信系统中采

7、用时域分割的方式实现收发隔离，也需要脉冲调制技术。1.1，常用脉冲调制电路简介常用的脉冲调制电路有两种:开关调制和功率放大器直接调制。也可以将这两种方法结合使用。一、开关调制对小信号通常利用单刀单掷开关(SPST)进行脉冲调制，如图1.1-1所示。典型器件有PIN管调制器和MESFET调制器等。这些调制器的驱动电路对调制波形也有直接的影响。合理设计的SPST开关及其驱动器可以实现高速脉冲调制(上升沿厅降沿小于lOns)，