微波通信微波放大器的设计讲解

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1、word格式文档微波通信课程设计说明书微波低噪声放大器的设计起止日期：年月日至年月日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)年月日专业整理word格式文档课题名称微波放大器的设计人数组长同组人员课题的主要内容和要求一、设计目的1.了解射频放大器的基本原理与设计方法。2.利用实验模组实际测量以了解放大器的特性。3.学会使用微波软件对射频放大器的设计和仿真，并分析结果。二、设计任务主要内容：1、了解射频放大器的基本原理与设计方法。2、利用实验模组实际测量以了解放大器的特性。3、学会使用微波软件对射频放大器的设计和仿真，并分析结果。主要任务：

2、1、双边放大器设计。2、单边放大器设计。3、单边设计评价因子。4、放大器的稳定条件。三、设计工作量2周完成具体任务1、了解射频放大器的基本原理与设计方法。2、利用实验模组实际测量以了解放大器的特性。3、学会使用微波软件对射频放大器的设计和仿真，并分析结果。时间安排与完成情况专业整理word格式文档目录一、设计原理............................................1二、设计设备............................................4三、设计步骤..........

3、..................................4四、设计结果及分析......................................5五、软件仿真............................................7六、总结体会............................................13专业整理word格式文档微波放大器的设计一、设计原理一个射频晶体放大器电路可分为三大部分：二端口有源电路、输入匹配电路及输出匹配电路，如图1所示。一般而言，二端口有源

4、电路采用共射极（或共源极）三极管（BJT、FET）电路，此外，还包括直流偏压电路。而输入匹配电路及输出匹配电路大多采用无源电路，即利用电容、电感或传输线来设计电路。一般放大器电路，根据输入信号功率不同可以分为小信号放大器、低噪声放大器及功率放大器三类。而小信号放大器依增益参数及设计要求，可分成最大增益及固定增益两类。而就S参数设计而言，则可有单向设计及双边设计两种。本单元仅就小信号放大器来说明射频放大器之基本理论及设计方法。ΓL=ΓOUT*二端口有源电路输出匹配电路输入匹配电路ΓSΓIN=S’11ΓLGOΓS=ΓIN*GSGLΓOU

5、T=S’22RSRL图1放大器电路方框图1.单边放大器设计（UnilateralAmplifierDesign）所谓单边设计即是忽略有源器件S参数中的S12，即是S12=0。此时可得：ΓIN=S11及ΓOUT=S22则放大器之单边转换增益(UnilateralTransducerGain,GTU)为：其中假若电路又符合下列匹配条件：ΓS=S11*及ΓL=S22*则可得到此放大器电路之最大单边转换增益(MaximumUnilaterlaTransducer专业整理word格式文档Gain,GTU,max)：2.双边放大器设计(Bila

6、teralAmplifierDseign)双边设计即是考虑有源器件S参数中的S12，即是S12≠0。此时可得：及若利用最大增益匹配法（亦称共轭阻抗匹配法），则可得ΓS=ΓIN*及ΓL=ΓOUT*经过推导可利用下列公式计算出最佳输入反射系数ΓSm和最佳输出反射系数ΓLm：，其中3.单边设计评价因子（UnilateralFigureofMerit,M）在判断有源元件是否适用单边设计时，主要看它的评价因子是否够小。一般而言，当M值小于0.03或-15dB时即可采用单边设计。其计算公式如下：最大增益误差比则为：专业整理word格式文档其中G

7、T是有源元件的转换增益(TransducerGain)4.放大器的稳定条件（StabilityCriteria）（1）无条件稳定Unconditionallystable）一个良好的放大器设计电路除考虑增益和输出入匹配外，还需要考虑放大器在工件频段中是否为无条件稳定，以避免电路产生振荡。如图11-2所示:对于一个放大器电路而言，其有源器件在ΓS=0及ΓL=0情况下，无条件稳定的充要条件为K>1，

8、S11

9、<1且

10、S22

11、<1其中K称为稳定因子（stabilityfactor）（2）条件稳定（Conditionallystable）当

12、有源器件不符合上述无条件稳定的三大规定时，即称为条件稳定。在此情况下，在输入端平面及输出端平面，必存一些不稳定区域，如图2所示:

13、

14、cS

15、-rS

16、<1

17、S11

18、<1

19、

20、cL

21、-rL

22、<1

23、S22

24、<1cLrLrScS稳定区域(斜线区)