P波段宽带功率放大器设计与制作.doc

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1、P波段宽带功率放大器设计与制作杜艳玲杨大宝王忠中国电子科技集团公司第十三研究所邮编：050002摘要：本文通过对所研制的P波段100-400MHz的20瓦超线性的功率放大器的研制，论述了此频段宽带放大器的匹配、研制的一些问题和所取得的成果。使用的主要指标为：频带为100-400MH乙在20瓦的功率输出时，全波段三阶互调：N24dBc,平坦度W±1・5dB,工作范围为一40°C〜+70°Co由于其处于射频和微波过渡阶段，并且带很宽，并且为大功率线性放大器（其1dB压缩点达到50瓦），这些特点决定其设计与一般微波放大器不同，此放大器涉及到巴伦线阻抗变换器和推挽的技术。，而推挽放大器

2、可对二次谐波进行有效的抑制，这对于通讯设备是具有重要意义的。1引言此类P波段宽带放大器广泛应用于电子通信和电子对抗中，尤其在100-400MHZ频段内，更是得到广泛的应用，它不仅包括调幅，调频等常用的通讯方式，还必须应能适用于扩频和跳频通讯中。在现代军用机种配备中，为关键标准配件。2电路设计P波段放大器的设计不同于一般的微波分布参数设计，它涉及到的主要是集总参数的设计调配。它的不同之处还在于在此频段的大功率器件，一般均为VDM0S器件，由于器件的内在机理，它所能工作的频带较窄，不如一般FET器件那么容易实现对较宽频带的匹配。因此设计此类放大器的关键在于如何获得较好的增益平坦度，

3、克服功率器件增益在每倍频程增益降低6dB的特性，得到较好的输入输出驻波，因而决定合适的输入输出匹配网络。巴伦线阻抗变换器是实现低频宽带匹配的主要手段，其可将有源器件的输入输出的低阻提升，转化为易于匹配的高阻。我们釆用的是1：4的巴伦变换。此外,还必须考虑到放大器的功率容量问题，也就是说放大器网络能承受瞬态和长期的较大电流。为较好的抑制偶次谐波，我们采用了推挽电路，按照推挽电路的理论，其在良好的匹配状态下，偶次谐波为0。但是，在实际使用中，由于还要达到对宽频带100-400M赫兹的匹配，不可能实现全频带的偶次谐波进行良好匹配，因此较好的匹配折衷办法为对频带较低端进行有效匹配，而高

4、端由于功率管的增益特性而得到抑制。从而实现全频带的匹配。此外，推挽电路对输入输出阻抗提升1倍，这使P波段更容易实现宽频带。如上图所示，我们釆用的为功率输出能力为100瓦的某公司VDM0S器件，其为一对适合推挽应用的对管。通过一只半刚性巴伦线将信号注入到二个彼此相位差180度，而对虚地相位差90度的两个巴伦线内，实现巴伦阻抗变换。其中电容C7、C10为调试所需的可变电容器。功率器件在500MHz的输入输出阻抗如下:Zs

5、nn15002.0•J2.2

6、

7、2・6・j0・6

8、可见器件的注入输出的阻抗很低，我们采用1:4的同轴线阻抗变换器，同轴线的特性阻抗为25欧姆，因此，器件需匹配的端

9、口的阻抗为25/4=6.25欧姆。我们选择500MHz频率点来进行注入输岀匹配是出于以下目的:在此频点进行匹配，则形成对其它低频点的失配，其频率距离越远，则越失配，从而，对低频点的增益进行抑制，为增益平坦度作岀贡献。3研制结果我们通过设计和调试，得到的结果如下:工作电压：+28V测试技术指标:f(MHz)输出功率(dBm)工作电流(A)三阶交调(dBc)工作电流(A)二次谐波(dBc)三次谐波(dBc)条件：输入功率+10dBm条件：双路输出功率和为43dBm条件：双路输出功率和为43dBm10043.04.225.14.2181020045.2*4.025.13.226.72

10、9.830042.853.027.82.93135400-一……43.34.525.04.132344总结我们提供的功率放大器已经联机使用，性能稳定可靠，已经满足使用的需要。其二次和三次谐波处理上具有优势，完全能够替代进口的产品。