基于復(fù)平面圓圖的射頻放大器分配方案研究
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(3)駐波比達(dá)到最優(yōu)與輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)均有關(guān)。源失配因子
，用來衡量傳送到晶體管輸入端的功率Pin占信源資用功率PAVS的比例。 負(fù)載失配因子
，用來衡量傳送到負(fù)載的功率PL占晶體管資用功率PAVS的比例。放大器輸入和輸出的反射系數(shù)與源和負(fù)載失配因子的關(guān)系為：
2．2 分配方案
基于復(fù)平面圓圖圖解的方法分析分配方案如下：
(1)在圓圖上畫出等增益曲線。在圓圖上畫出輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的等增益曲線和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的等增益曲線，它們的曲線方程分別為：
式中：
。小信號(hào)時(shí)所有輸入等增益曲線為圓，增益值越大，圓半徑越小，最大增益時(shí)等增益圓半徑為零，縮為一個(gè)點(diǎn)。分配輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的有效增益，然后在史密斯圓圖上給出輸入等增益曲線，在等增益曲線上選源反射系數(shù)，使輸出與輸入對(duì)偶。(2)在圓圖上畫出等噪聲曲線。等噪聲曲線的方程為：
小信號(hào)時(shí)等噪聲系數(shù)曲線為圓，所有等噪聲系數(shù)圓的圓心都落在史密斯圓圖原點(diǎn)與
連線上，噪聲系數(shù)越大，圓的半徑越大，噪聲系數(shù)最小，在史密斯圓圖上縮為一個(gè)點(diǎn)。在等噪聲系數(shù)曲線內(nèi)選源反射系數(shù)，并注意選點(diǎn)落在等增益曲線上。(3)計(jì)算輸入與輸出駐波比，并計(jì)算穩(wěn)定性因子。
(4)若輸入與輸出駐波比以及穩(wěn)定性因子不滿足指標(biāo)要求，重復(fù)步驟(2)和(3)，以滿足指標(biāo)要求。
(5)確定匹配網(wǎng)絡(luò)。
3 仿真結(jié)果
3．1 晶體管參數(shù)
本文放大器的晶體管采用hp_AT-4151l，首先對(duì)晶體管的參數(shù)進(jìn)行仿真，晶體管hp_AT-41511的S參數(shù)仿真曲線如圖1所示，仿真曲線的頻率范圍為100 MHz～5．1 GHz。圖1給出了2．4 GHz時(shí)晶體管的參數(shù)。S11=0．470∠148°，表明輸入端匹配很差；S12=-18.636dB，表明單向性較好；S21=7．373 dB，這是晶體管的增益，放大器的增益還需計(jì)入輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的等效增益；S22=0．420∠-51°，表明輸出端匹配較差。在2．4 GHz，晶體管的噪聲系數(shù)為2．145。
3．2 仿真結(jié)果
本文的仿真中放大器的中心頻率選為2．43 GHz，帶寬為10 MHz，系統(tǒng)的特性阻抗為50 Ω。采用單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，微帶線基板的厚度為O．8 mm，基板的相對(duì)介電常數(shù)為4．3，基板的相對(duì)磁導(dǎo)率為1，基板的損耗角正切為O．001，微帶線導(dǎo)體層的厚度為O．03 mm，導(dǎo)體的電導(dǎo)率為5．88×107，微帶線表面粗糙度為0 mm。同時(shí)，添加輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，對(duì)放大器的參數(shù)進(jìn)行仿真，本文給出了幾組仿真曲線。
評(píng)論