射频电路课程设计报告--模板

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摘要：当今的便携式电子设备在方寸之间包含了射频集成电路和数字信号处理模块以实现多媒体应用，比如蜂窝电话、基站等对效率的要求越来越高，高效率能够延长移动设备的电池寿命和节省成本，能不能实现低功耗和高效率主要取决于设备中的功率放大器，所以高效率功率放大器越来越值得期待。高效率放大器的研究重点侧重于寄生参数的分析和谐波匹配，以获得令人满意的高效率和实现对通信系统中恒定包络信号的放大。F 类放大器作为开关类放大器中的一员，更容易实现我们对高效率的需求，所以本文重点研究宽带、大功率的 F 类功率放大器。本文首先介绍了开关类放大器 D 类、E 类、逆 E 类（IE）、F 类和逆 F 类（IF）的特点，在深入分析 LDMOS 晶体管的基础上，选用 Freescale 公司的大功率晶体管 MRFE6S9045N 在 ADS-2006 仿真环境中设计出一个工作在 1.2GHz-1.4GHz，输出功率 45W 以上，效率为 60%-71%的宽带大功率 F 类功率放大器。

（内容为研究的简要介绍，要求300字左右。以上是范例）

1 引言

研究背景及意义：本文的选题依据是与当前迅速发展的无线通信系统密切相关的，功率放大器作为关键组件，其研究已经到了白热化的程度，理论方面已经非常成熟，A、B、C、D、AB、E/IE、F/IF、Doherty 功率放大器等已经应用到各个领域，但是线性度、效率、超宽带、大动态范围、小型化仍然是研究的重点和难点，本文针对功率放大器研究的重点，以 F 类功率放大器作为研究方向，针对高效率放大器设计中的寄生参数分析和晶体管选型，探讨了一种设计高效率、宽带功率放大器的设计方法和调试策略。所以本文的研究内容以高效率功率晶体管的选型、功率晶体管的寄生参数分析、宽带谐波匹配和在 ADS 仿真环境下宽带 F 类功率放大器的调试和调试策略的分析为主。

高效率放大器的发展现状：高效率放大器的发展现状主要有以下几个方面，其中的一个方向是 E 类、逆 E类和 F 类、逆 F 类交叉类型的研究，从谐波抑制网络结构的选择和比较、谐波枝节损耗的优化分析，到 F 类功放与其它线性功放如 A 类交叉类型的分析，侧重于窄带或者单频点的设计，追求效率的最优化，在此基础上对功率合成研究已经展开，以突出 LINC 发射技术的应用，这方面已有大量的文章发表；另外的一个方向就是在晶体管建模的基础上，运用数学方法分析寄生参数对高效率放大器的影响，以及对寄生参数处理方法的探讨，E 类功率放大器寄生参数的分析和处理相对成熟，尤其是在低频率，可以运用准确的数学方法解得电路的元件参数；而对其它诸如 F 类功率放大器寄生参数的分析和处理，则很少有这方面的研究，目前主要基于负载牵引和源牵引技术来设计。还有一个方向就是在高效率的基础上，进行宽带、大功率的设计，以及高效率放大器线性化技术的研究，而高效率放大器线性化技术的研究属于起步阶段，目前只有在 Doherty 技术中有过运用功率回退技术进行过这方面的研究，以满足线性度和效率的要求。

高效率放大器主要解决的问题就是寄生参数处理和功率合成，首先是怎样在设计匹配电路时有效地处理晶体管主要的寄生参数Cgs和Cds ，以有效的提高晶体管的开关性能，提高效率；再者，在 LINC 技术中应用高效率功率放大器时需要两个功放支路严格一致也是研究的热点。

功率放大器是射频系统中重要的组成部分，是系统中能耗最大的器件，也是产生非线性最强的器件。

功率放大器主要由无源网络和功率晶体管组成，无源网络的设计方法很成熟，功率放大器性能的提高则主要取决于晶体管：第一，功率晶体管的新材料和新工艺，如今的 III-V 族化合物、合金半导体材料技术迅速发展，以 SiC 和 GaN 为代表的第三代宽禁带半导体工艺已逐步成熟并具有广阔的发展前景，SiC-MESFET和 GaN-HEMT 的功率放大器已有报道，都表现了令人瞩目的高性能，为功率放大器的性能提高提供了不竭动力；第二，基于 CAD 的设计方法越来越普遍，晶体管模型的准确与否直接决定了我们设计的有效性，如今的晶体管在 I-V 模型、S 参数模型、Gm 模型方面都很多成熟的建模方法，基于 Angelov Model 和 Fager-Statz Model 两大模型的不断改进，加上神经网络在晶体管建模方面的精确和快捷性能，使我们能够在计算机中用到准确的模型，加快产品的开发流程；第三：功率放大器的调试是一个漫长的过程，尤其在中射频应用中变得十分重要，基于大量 EDA软件的软硬件联合调试系统已经在研发中，可以大大减小功放的调试难度和周期，一些关于产品批量生产的自动调试系统已经商用。

功率放大器设计的挑战来自多个方面，线性度的提高、效率的提高、超宽带和小型化都是目前功放设计工程师面临的课题。

（介绍研究课题的研究背景，关键技术，国内外的研究现状。500-1000字左右。以上是范例）

2 研究内容

（这部分讲述研究的主要内容，成果。1000-2000字）

3 总结

（对研究的内容进行总结。300字左右）