2 宽带功率放大器的设计仿真及优化
项目要求设计的功率放大器工作频段为700~1100 MHz,增益大于30 dB,端口驻波比小于1.5,输出功率大于33 dBm,增益平坦度为±1 dB。为了达到设计要求,采用两级放大形式,前级放大器采用MMICPower Amplifier HMC481MP86,中间加入一个6 dB的电阻衰减器,末级采用飞思卡尔公司的LDMOS场效应晶体管MW6S004N。
2.1 宽带功率放大器的电路图
图2中前级放大器MMIC Power AmpliFier HMC481MP86采用厂家提供的大信号S参数文件HMC481MP86 deembedded.s2p来代替仿真,末级采用飞思卡尔公司提供的LDMOS功率管模型,其输入和输出的阻抗值均由使用ADS的负载牵引法得到,在匹配时要全面考虑整个频段内各个频率点处的阻抗值。
2.2 ADS仿真与优化结果
图3(a)为S21的曲线,在输入为0 dBm的情况下,功率增益有34 dB,达到设计要求的增益大于30 dB;在输出功率大于33 dBm,从图3中的几个点可以看出,增益平坦度在±1 dB;图3(b)为稳定性系数;图3(c)为输入驻波比;图3(d)为输出驻波比。
2.3 测试结果
实物测调试,使用频谱仪来测量功率,使用网络分析仪来看整个频率段的增益平坦度和输入、输出驻波比,并根据客户要求在输出端口后加入一个隔离器。在输入信号功率为O dBm情况下,测试数据如表1所示。
3 结 语
宽带功率放大器有着广阔的应用前景,设计要求也不同于一般的功率放大器,对阻抗匹配的要求也更加严格。文中通过采用有耗匹配网络改善功率管的增益平坦度问题,使得阻抗匹配电路的结构变得简单。整个功率放大器的指标均达到用户的设计要求,已经交付使用。