50W宽带线性射频功放设计

科研项目经费审计方案为保证本次科研项目经费审计工作规范有序、顺利开展，特制定如下审计方案：一、审计目的通过审计，了解我院科研项目经费管理、使用的现状，分析存在的问题及原因，提出整改建议，促进科研项目经费的规范管理和使用以及科研项目经费使用效益的提高，促进廉政建设，促进学校科研事业健康持续发展。

二、审计依据本次科研项目经费审计主要依据：《教育部关于进一步贯彻执行国家科研项目经费管理政策加强高校科研项目经费管理的通知》（教财〔〕号）、《教育部关于进一步规范高校科研行为的意见》（教监〔〕号）、《教育部关于进一步加强高校科研项目管理的意见》（教技〔〕号）、浙江省财政厅、科技厅、监察厅《关于严肃财经纪律规范科技经费使用和加强监管的若干意见》（浙财教〔〕号）、浙江省教育厅关于《浙江省高等学校科研项目经费管理暂行办法》（浙教高科〔〕号）等。

三、审计范围本次审计对年月日至年月日的发生的科研项目经费进行审计调查，包括纵向和横向科研项目经费。

四、审计重点和内容.科研项目经费的管理情况。

（）对财经法规和各项科研项目经费管理制度、规定的贯彻落实情况，科研项目经费内部管理制度建设及执行情况；（）学院科研、财务等部门及科研项目负责人在经费管理使用中的权限分工情况；（）针对学院财务工作特点制定内部财务管理制度情况。

.经费会计核算情况。

（）纳入学院财务单独核算情况，会计科目设置规范性、核算内容和财务报告信息的真实、准确和完整性；（）经费开支审批程序和手续的完备性；（）相关财务档案资料保存管理情况等。

.科研项目经费预算执行情况。

（）按照规定的支出范围和标准执行预算情况，预算调整情况；（）拨付合作单位预算资金规范性及监管情况；（）配套资金及时足额到位情况；（）有无超预算、超范围、超标准支出，挤占、挪用、转移科研项目经费，自行分解、擅自转拨科研项目经费等问题。

.科研项目经费使用情况。

（）科研项目经费支出是否严格执行国家科研项目经费相关管理规定和学校科研管理相关办法；（）重点关注设备费、差旅费、办公费、劳务费、专家咨询费、等支出的真实性、合法性及准确性。

L波段射频线性功率放大器的研制的开题报告一、课题背景射频线性功率放大器（RFPA）作为无线通信领域中必不可少的核心器件之一，通常用于信号传输、检测以及处理。

由于RFPA的功率放大功能，在电信、无线通信、卫星通信、广播、雷达等领域的应用日益广泛。

RFPA的性能直接决定了通信系统的传输性能，因此对RFPA的研发和优化具有重要意义。

本课题主要研究L波段射频线性功率放大器的研制，满足高速、稳定且可靠的传输要求。

L波段位于1-2GHz频率范围内，广泛应用于工业、医疗、航空航天等领域。

因此，L波段射频线性功率放大器的研制具有广泛的应用前景和重要的研究价值。

二、研究目的本课题旨在研究和开发高性能、低失真、宽带的L波段射频线性功率放大器。

通过对射频线性功率放大器的结构、特性以及工作原理的深入研究，建立L波段射频线性功率放大器的理论模型，并利用仿真软件对其进行优化，进而确定放大器的关键技术指标、性能参数，设计并实现具有较高性能指标的L波段射频线性功率放大器原型。

三、研究内容1. 射频线性功率放大器的基本结构和工作原理研究；2. 建立L波段射频线性功率放大器的数学模型，并进行仿真优化；3. 基于仿真结果，确定放大器的关键技术指标和性能参数；4. 设计并建立L波段射频线性功率放大器原型，并测试其性能指标和性能参数；5. 对原型进行优化改进，提高其性能指标和应用范围。

四、研究意义本课题的研究将对L波段射频线性功率放大器的设计、制造和优化方面进行深入探究，有助于完善该领域的技术体系，提高该领域的技术水平和市场竞争能力。

同时，该研究成果将为无线通信、医疗、工业控制及航空航天等领域的射频系统提供有力的技术支持，促进相关领域的快速发展。

毕业论文（设计）射频宽带放大电路设计学生姓名：指导教师：专业名称：电子信息工程所在学院：信息工程学院2015年6 月目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)课题背景 (1)本课题在世界的目前水平及现状 (1)本课题的主要内容及意义 (2)第二章射频宽带放大电路设计的总体方案 (3)系统功能要求 (3)方案比较与论证 (4)理论分析与计算 (5)第三章射频宽带放大电路单元电路设计 (8)稳压直流电源 (8)固定增益的第一级放大电路设计 (9)第二级放大电路设计 (11)第三级电路设计 (12)其他元器件的功能说明 (13)第四章射频宽带放大电路的仿真分析 (15)应用软件 (15)测试方案以及测试条件 (15)测试结果及分析 (16)结束语 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录整机电路图 (22)摘要本次设计采用宽带放大器OPA847、压控放大器VCA824以及电流型运放OPA695等集成芯片来作为本次设计的射频宽带放大器的核心。

设计放大器的前级电路希望能够实现10倍的固定增益放大，最后决定通过宽带放大器OPA847来完成，本次设计的中间级电路将以压控放大器VCA824作为核心，~5倍的增益变化，本次设计的后级电路将使用电流型运放OPA695和继电器共同来实现5~25倍的增益变化，本次设计的末级电路，目的是进行10倍的衰减，将使用电阻网络来实现，从而可以达到设计预期的0dB~60dB的增益范围可调。

由于整个系统的输入信号幅度较小，而频率很高，所以为了提高系统整体的稳定性以及抗干扰能力，将引入屏蔽盒进行改善。

最后将整个设计进行仿真，结果达到了设计最初的所有要求和目的。

关键词：射频功率放大，稳压直流电源，宽带放大器，压控放大器，电流型运放AbstractThe design of the RF broadband amplifier composed by a voltage controlled amplifier VCA824 and Current-Op Amp pre-design system is composed by the broadband amplifier OPA847 to achieve the 10 times the fixed gain amplification. The middle of the design is composed by the voltage controlled amplifier VCA824 to achieve the ~5 times gain change. The subsequent circuit of the design is composed by the current- op amp OPA695 and relays to achieve the 5~ 25 times gain change. The final stage of the design used the resistor network to achieve the 10 times attenuation. Thus we can meet the design’s expectations that achieve it adjustable in the 0dB ~ 60dB gain range. Since the input signal with small amplitude and high frequency, the paper will set the shield case in this design after the simulation test to improve the stability and anti-jamming capability of the whole system. The whole system achieves all the indicators of the desired and the purpose of the design.Key words: RF Power Amplifier, Regulated DC Power Supply, Broadband Amplifier, Current-Op Amp第一章绪论课题背景随着我国通信技术迅猛的前进，我们已经进入了全新的信息科技时代。

•导读: 介绍了一种分析同轴线变换器的新方法，建立了理想与通用模型，降低了分析难度和简化了分析过程。

通过研究分析，提出了一种同轴变换器与集总元件相结合的匹配电路设计方法，通过优化同轴线和集总元件的参数，实现放大器的最佳性能。

o关键字o功率放大器阻抗变换器•阻抗变换器和阻抗匹配网络已经成为射频电路以及最大功率传输系统中的基本部件。

为了使宽带射频功率放大器的输入、输出达到最佳的功率匹配，匹配电路的设计成为射频功率放大器的重要任务。

要实现宽带内的最大功率传输，匹配电路设计非常困难。

本文设计的同轴变换器电路就能实现高效率的电路匹配。

同轴变换器具有功率容量大、频带宽和屏蔽好的特性，广泛应用于VHF/UHF波段。

常见的同轴变换器有1:4和1:9阻抗变换，如图1所示。

但是实际应用中，线阻抗与负载不匹配时，它们的阻抗变换不再简单看作1:4或1:9.本文通过建立模型，提出一种简化分析方法。

1 同轴变换器模型同轴变换器有三个重要参数：阻抗变换比、特征阻抗和电长度。

这里用电长度是为了分析方便。

当同轴线的介质和长度一定时，电长度就是频率的函数，可以不必考虑频率。

1.1理想模型理想的1:4变换器的输入、输出阻抗都匹配，每根同轴线的输入、输出阻抗等于其特征阻抗Z0，其等效模型如图2所示。

其源阻抗Zg与ZL负载阻抗变换比为：图2和公式（1）表明：变换器的阻抗变换比等于输入阻抗与输出阻抗之比。

同轴变换器的输入阻抗等于同轴线的输入阻抗并联，输出阻抗等于同轴线的输出阻抗串联。

1.2通用模型由于特征阻抗是实数，而源阻抗与负载阻抗一般都是复数，所以，就不能简单的用变换比来计算。

阻抗匹配就是输入阻抗等于源阻抗的共轭，实现功率的最大传输。

特征阻抗为Z0，电长度为E的无耗同轴线接复阻抗的电路如图3所示。

由于源阻抗与同轴线特征不匹配，电路的反射系数就不是负载反射系数。

由于同轴线是无耗的，进入同轴线的功率就等于负载消耗的功率。

那就可以把电路简化只有一个负载Zin，又因为Zg与Zin都是复数且串联，就可以把Zg中的虚部等效到Zin中，最后得到反射系数为：其中：当反射系数为零时，功率可以无反射的传输，这时阻抗实现完全匹配。

本文主要对射频功率放大器电路设计进行介绍，主要介绍了射频功率放大器电路设计思路部分，以及部分设计线路图一、阻抗匹配设计大多数PA都内部集成了到50欧姆的阻抗匹配设计网络，不过也有一些高功率PA 将输出端匹配放在集成芯片外部，以减小芯片面积。

常用的匹配设计有微带线匹配设计、分立器件匹配设计网络等，在典型设计中有可能会将两者共同使用，以改善因为分立器件数值不连续带来的匹配设计不佳的问题。

PA阻抗匹配设计原理和射频中的阻抗匹配相同，都是共轭匹配设计，主要实现功率的最大传输。

常用工具可以使用Smith圆图来观察阻抗匹配设计变化，同时用ADS软件来完成仿真。

二、谐波抑制由本人微博《射频功率放大器 PA 的基本原理和信号分析》得知，谐波一般是由器件的非线性产生的倍频分量。

谐波抑制对于CE、FCC认证显得尤为重要。

由于谐波的频率较分散，所以一般采用无源滤波器来衰减谐波分量，达到抑制谐波的效果。

不仅PA，其它器件包括调制信号输出端都有可能产生谐波，为了避免PA对谐波进行放大，有必要在PA输入端即添加抑制电路。

上图所示无源滤波器常用于2.4G频段的芯片输出端位置，该滤波器为五阶低通滤波器，截止频率约为3GHz，对2倍频和3倍频的抑制分别达到45.8dB和72.8dB。

使用无源滤波器实现谐波抑制有以下优点：l 简单直接，成本有优势l 良好的性能并且易于仿真l 可以同时实现阻抗匹配设计三、系统设计优化系统设计优化主要从电源设计，匹配网络设计出发，实现PA性能的稳定改善。

3.1 电源设计功率放大器是功耗较大的器件，在快速开关的时候瞬间电流非常大，所以需要在主电源供电路径上加至少10uF的陶瓷电容，同时走线尽量宽，让电容放置走线上，充分利用电容储能效果。

PA供电电源一般有开关噪声和来自其它模块的耦合噪声，可以在PA靠近供电管脚处放置一些高频陶瓷电容。

有必要也可以加扼流电感或磁珠来抑制电源噪声。

从SE2576L的结构框图可以看出，该PA一共由三级放大组成，每一级都单独供电，前面两级作为小信号电压增大以及开关偏置电路，其工作电流较小，最后一级功率放大，其电流很大。

适合DIY的50W超简单晶体管功放电路
整个电路只用了17个分立元件（单个声道），性能却不低。

解析力高，通道频响平直，功率可达50W。

电路图如上所示。

全部电阻使用1/2W电阻；C2和C4用普通的无极电容即可；Q5、Q6采用大功率NPN晶体管2SC5200，2SC520 0在功率放大器运用方面具有独特的优势：1、高击穿电压最小值达23 0V，2、适用于100W高保真音响放大器输出，3、性能兼容2SA194 3，功能与2SA1943相辅相成。

电源方面，变压器容量应大于200W，次级输出电压 AC22V×2 ， 4A 。

调试方法：本线路一般来说无需调整，制作完成后检查装配焊接无误即可通电测试。

测量输出端的中点电压在±50mV之内可以认为线路工作正常，否则需调整R2的阻值（如偏离电压高则加大R2，反之则减小）。

射频功放设计步骤（思路）本文将对射频功放电路的设计过程进行简要地介绍，以便初涉射频功放开发的同仁参考。

第一步，制定设计方案在进行射频功放设计时，我们首先要根据给定（或需要）的技术指标和功能指标制定设计方案。

制定设计方案的主要依据是指标要求中的增益、额定输出功率、线性度（ACPR/IMD）、载波数、功耗/效率等指标。

1.在GSM及LTE基站系统中，由于对线性度要求不是很高或者额定输出功率不是很大，且在单载波情况下工作，所以我们选择传统的射频功放设计方案——功率回退法（高功放HPA）。

构成HPA放大器一般有两种工作状态：A类及AB类工作状态。

A类放大器具有良好的线性放大性能，其三阶交调产物与输出功率的变化关系是：输出信号功率减小3dB（即减小一半功率），则三阶交调产物改善6dB。

一般来讲，A类放大器在1dB压缩点输出时，三阶交调系数约为－23.7dB (通常取－20dB)。

为了达到一定的线性，并考虑到工程问题，A类放大器需回退15dB，此时放大器的三阶交调抑制可以达到－45～－50dBc。

然而使用A类放大器的最大缺点是效率低及成本较高。

这是因为A类放大器在它的1dB压缩点输出功率时，其效率只有10％。

比如，完成一个30W平均输出功率的HPA，就需要至少有300W的耗电，并且工作电流随输出功率变化的值不大。

若考虑回退12dB，则需要有480W平均功率输出，需耗电4.8kW。

为了达到30W的输出功率需要用较多的功率管。

这样就加大了HPA的成本和体积，增大了研制成本和难度。

为了避免这个问题，建议在小功率放大器(平均功率输出≤5W)设计中使用A类放大器；在中大功率放大器(平均功率输出>5W)设计中使用AB类放大器。

AB类放大器的特点是效率高、成本低。

由于单管的输出功率高，仅需少量的功率管即可做到较高的输出功率，所以成本较低，且散热和结构设计可以简单化。

目前用在AB类的管子主要选LDMOS管，AB类放大器用最大包络功率PEP来描述其功率容量，类似A类的1dB压缩点。

射频功放设计规范和指南目录第一章射频功放设计步骤 (4)1.1 定设计方案 (4)1.1.1 GSM及PHS基站系统 (4)1.1.2 CDMA及WCDMA基站系统 (6)1.2 选择肯定具体线路形式及关键器件 (8)1.2.1 射频放大链路形式与关键器件选择及肯定 (8)1.2.2 控制电路的肯定 (10)1.3 进行专题实验或一板实验 (11)1.4 结构设计及PCB详细设计 (11)1.5 进行可生产性、可测试性的设计与分析 (12)第二章功放设计中的检测及保护电路 (13)2.1 引发功放失效的原因 (13)2.2 功放保护电路设计类型 (14)2.3 功率放大器的保护模型 (15)2.4 功放的状态监测 (16)2.5 状态的比较判断 (17)2.6 保护执行装置 (17)2.7 保护电路举例分析 (18)第三章功放中增益补偿电路的实现 (20)3.1 模拟环路增益控制 (20)3.2 数字环路增益控制 (20)3.3 温度系数衰减器 (21)第四章功放供电电路设计 (22)4.1 功放电路的供电形式 (22)4.1.1 LDMOS器件供电电路 (22)4.1.2 GaAs器件供电路。

(24)4.2 电源偏置 (24)4.3 布局 (25)4.4 电容的选用 (25)第五章输入输出匹配及功率合成技术 (27)5.1 用集总参数元件进行阻抗匹配电路的原理及设计实例 (27)5.1.1 输入阻抗中含感性特性的匹配设计 (28)5.1.2 输出阻抗中含容性特性的匹配设计 (30)5.2 用散布参数来进行阻抗匹配 (31)5.3 功率合成技术 (36)5.3.1 功率分派和合成单元。

(36)第六章功放设计中的前馈技术 (39)6.1 前馈技术 (39)6.2 实现方案 (42)6.2.1 方案介绍 (42)6.2.2 主功放模块（MAM） (44)6.2.3 误差放大器模块 (45)6.2.4 延时滤波器模块 (45)6.2.5 检测模块 (45)6.2.6 信号处置模块 (46)第七章功放中预失真技术 (48)7.1 预失真原理 (48)7.2 预失真方式 (49)7.2.1 模拟预失真方式 (49)7.2.2 数字预失真方式 (51)第八章功放设计中的材料 (54)8.1 功放管的选型 (54)8.1.1 工作带宽 (54)8.1.2 线性度 (54)8.1.3 工作频率 (55)8.1.4 工作电压 (55)8.2 匹配电容的选型 (55)8.2.1 高频损耗 (56)8.2.2 耐压 (57)8.3 PCB板材 (57)第九章功放电路的结构与屏蔽 (58)9.1 按功能（频率）分隔布局进行屏蔽 (58)9.2 射频PCB印制线的特殊处置 (60)9.2.1 阻抗控制 (60)9.2.2 印制线拐弯 (61)9.2.3 多层板 (61)9.3 电源及输入输出信号的处置 (62)9.4 屏蔽腔的设计 (62)第一章射频功放设计步骤射频功放设计一般分为五个步骤进行，别离为：制定设计方案、选择与肯定具体线路形式及关键器件、进行专题实验或一板的实验、结构设计及PCB详细设计、进行可生产性与可测试性设计和分析。

应用于WiFi6的新型高线性度功率放大器设计姚凤薇;焦凌彬【期刊名称】《微波学报》【年(卷),期】2024(40)1【摘要】针对WiFi 6的设备需求,设计了一款工作在5.15 GHz~5.85 GHz的高线性度砷化镓异质结双极型晶体管射频功率放大器。

为了保证大信号和高温下功率管静态工作点的稳定性,采用了一种新型有源自适应偏置电路。

对射频功率检测电路进行了设计和改进,有效降低了射频系统的功耗。

针对各次谐波分量产生的影响,对输出匹配网络进行了优化。

仿真结果表明:该射频功率放大器芯片小信号增益达到了32.6 dB;在中心频率5.5 GHz时1 dB压缩点功率为30.4 dBm,功率附加效率超过27.9%;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-40 dBc。

实测数据表明:小信号增益大于31.4 dB;5.5 GHz时1 dB压缩点功率为29.06 dBm;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-30 dBc。

当输出功率为20 dBm时,二次三次谐波抑制到-30 dBc和-45 dBc。

【总页数】6页(P93-98)【作者】姚凤薇;焦凌彬【作者单位】上海电子信息职业技术学院通信与信息工程学院;上海电机学院电子信息学院【正文语种】中文【中图分类】TN454;TN722【相关文献】1.应用于TD-SCDMA系统的高线性10W功率放大器设计2.一种应用于无线局域网802.11a/n的高功率线性功率放大器设计3.高输出功率高线性度5G毫米波功率放大器研究与设计4.高线性度功率放大器设计5.应用于5G的新型高线性度功率放大器设计因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。