S波段脉冲平衡功率放大器的研制

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近年来,随着无线通信技术的快速发展,射频功率放大器作为通信系统最为关键的组成部分,已经广泛应用于各种民用和军事通信领域中,它的性能优劣对整个通信系统的影响非常大。射频功率放大器具有工作电压低、噪声低、线性度高、可靠性高等优点。但是,随着无线通信领域新技术的不断发展,对功率放大器的性能要求也日益提高,要求其在更宽的频带内,具有更高的输出功率、效率、可靠性以及线性度。与连续波功率放大器相比,脉冲功率放大器具有更高的效率和更低的散热要求,因此,对脉冲功率放大器的研究具有非常重要的意义。本论文完成了两个S波段脉冲功率放大器的研究设计。论文首先介绍了微波功率放大器的优势、应用和发展历程,其次介绍了微波功率放大器的基本理论,如二端口网络S参数,功放的技术指标、分类、稳定性以及非线性,然后介绍了宽带功率放大器的种类以及匹配、偏置网络的设计,接着介绍了结合ADS和HFSS仿真软件,研制出两个S波段大功率、高效率的脉冲功率放大器,其中一个是单路功率放大器,另一个是平衡功率放大器。最终的测试结果表明:对单路脉冲功率放大器,在工作频率为2.14GHz时,饱和输出功率为44dBm(25W),功率附加效率达到55%,增益为18dB;对平衡脉冲功率放大器,在工作频率为2.14GHz时,饱和输出功率为46.5(45.7W),功率附加效率达到33%,增益为16dB,合成效率达到90%。因此,这两个功率放大器完全达到了预期的设计要求。
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