射频功率放大器的设计(3)

IV

西北工业大学明德学院本科毕业设计(论文)

第一章 前言

1.1课题研究的目的及其意义

信息交流是人类社会的重要基础，人和人之间不断的需要通信，人类社会的进步和通信的发展有着密切的关系。特别是进入21世纪，以无线电波为载体的移动通信、无线局域网等为代表的现代通信网呈爆炸式发展，发展极其迅速。因此，作为无线通信核心的射频（Radio-Frequency）电路设计自然而然成了工程师和科研工作者关注的焦点。

通信业正在用惊人的速度飞速发展，潜移默化的影响着人们的通信交流的方式。如今社会进入到了飞速发展的信息时代，很大程度上改变了人们的工作、学习方式，当今人们已经不能离开对信息的需求，人们对信息所追求的目的是能迅捷的和通信对象进行交流。近年来无线通信系统经历了一场快速而又激烈的技术变革,因此导致其软件到硬件都要变革。功率放大器作为重要的硬件模块,其很多特性指标如功率输出、线性度、可靠性等对无线通信很重要,因此也在不断变革。当今通信的特征有多载波、大容量、多电平和较高的峰均比等，所以应该用更高的要求来设计功率放大器。

放大器很大程度上明确了发送机的整体性能。它在无线通信中扮演着重要的角色。该部件不但占据了设备的大部分体积，同时也是设备中的主要能量消耗部件，还占有相当部分的设备成本。因此，研究出高性能的射频功率放大器是十分必要的。

在一个无线通信系统中，只有前端的一小部分电路工作在射频频段，即就是通常所说的射频前端电路，其余的电路都是进行低频的基带模拟和数字信号处理。通常射频前端电路会包括射频功率放大器等电路。尽管这部分电路的器件数量比基带电路少得多，但仍然是整个系统成败的关键所在，每一步都显得极其重要，每一步都应该非常仔细。

设计射频电路是一个极其漫长的过程，在设计过程中往往会受到各种因素的

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影响，比如伴随功率放大器工作频率的升高，我们需要预估功率放大器电性能，另外因为大信号模型的缺乏，使得功率放大器的分析和设计也会变得非常复杂。因此选择一个合适的仿真软件对器件进行仿真将会相当重要。在本文中将选用由美国Agilent公司推出的ADS软件进行电路仿真，通过ADS软件可以减少人们的计算量，节省人力物力，提高了设计电路的速度。ADS软件是一款如今发展非常成熟的软件，得到了大家的充分认可。

1.2国内外研究现状

随着世界的进步，无线射频微波通信技术的产生对通信技术的发展起到了重要的作用。射频功率放大器相对其他器件有着非常多的优点，广泛应用日常生活和工作之中。影响着我们每一个人的生活，当今社会的快速发展要求射频电路也要与时俱进，随着新技术的不断完善，对射频功率放大器我们也要求其必须有着更好的有效性与可靠性。同时由于时间变化，信号幅度也在产生很大的变化，所以射频功率放大器应当有着良好的线性度才可以；为了降低移动通信的成本，便于热控制，所以效率也应当提高；另外在3G移动通信系统中，数据的传输速率应当要达到3Mbit/s，每个单独的信号带宽应该达到6MHz，这样就需要其应当具有宽带特性；以上这么多问题，都是我们需要对未来射频功率放大器的提高，只有这样才能跟得上时代的进步。

在设计放大器的过程中，我们需要进行稳定性分析，选择合适的晶体管类型，目前，针对第三代通信系统开发的放大器厂家主要有飞思卡尔、菲利浦和 ADI等。在设计的过程中，要考虑到器件的各个参数性能，从而便于我们使用更好的偏置电路。

1.3 本文主要工作和内容安排

本文通过对射频电路和射频电路相关指标的介绍，以及功率放大器的分类和各个参数分析。对放大器进行了系统的分析和研究，，说明了整个设计过程，最后根据要求的指标设计出了具有高线性度的AB类射频功率放大器。

第一章是文章的前言部分，简明扼要的介绍了所选课题的目的，并给出了放大器当前在国内和国外的发展现状，给大家一个对于功率放大器的初步认识。

第二章系统的介绍了射频电路基本理论，通过了解射频电路理论，掌握相关电路知识，同时介绍了射频电路中常见的参数。

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