射频功率放大器开题报告
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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。
宽带线性射频功率放大器设计的开题报告一、选题背景及研究意义随着无线通信技术的不断发展,高性能功率放大器在通信系统中扮演着越来越重要的角色。
宽带线性射频功率放大器作为一种高性能功率放大器,具有带宽宽、线性度高、更好的抗干扰性等优点,正在被广泛应用于现代通信系统中。
本次研究旨在设计一种高性能的宽带线性射频功率放大器,通过优化电路结构及选取高效率的功率放大器管件,实现更好的线性度、功率和效率表现,并对该功率放大器进行仿真验证和实际测试,为宽带线性射频功率放大器的开发及应用提供技术支持。
二、研究内容1.探究宽带线性射频功率放大器的设计原理及关键技术;2.设计高性能的宽带线性射频功率放大器电路,并从电路结构、功率放大器管件等方面进行优化设计;3.对该功率放大器进行电路仿真,验证电路的性能及参数;4.实际测试该功率放大器,并对实测数据进行分析处理;5.对功率放大器的性能进行比较分析和评价,评估其优劣及适用性。
三、研究方法与技术路线本研究主要采用以下方法和技术:1.理论分析法:对宽带线性射频功率放大器进行设计原理及关键技术的研究,深入了解该功率放大器的工作原理及特点,为后续的电路设计提供理论指导;2.电路设计方法:根据电路的结构特点及所需要的参数,结合高效率的功率放大器管件选用及优化设计方法,设计出满足所需要求的功率放大器电路;3.电路仿真技术:使用电路仿真软件对所设计的功率放大器电路进行验证,得到电路的性能及参数;4.实验测试方法:通过实验测试对所设计的功率放大器进行实际测试,并对实测数据进行分析处理,以验证所设计的功率放大器的性能及可行性。
四、预期成果1.设计出一种高性能的宽带线性射频功率放大器电路,并进行电路仿真验证和实验测试;2.分析并比较该功率放大器的性能及适用领域,评估其优劣性;3.提出针对研究对象的进一步研究方向和意见。
五、进度安排本研究的计划时间为6个月,具体进度安排如下:第1-2个月:调研、文献查阅及理论分析;第3-4个月:功率放大器电路设计、电路仿真验证;第5-6个月:实验测试、结果整理及论文撰写。
433MHz低噪声射频功率放大器的设计毕业设计开题报告参考文献毕业设计开题报告433MHz低噪声射频功率放大器的设计学院:班级:学生姓名:指导教师:职称:年月日1参考文献开题报告填写要求1.开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一,应在指导教师指导下,由学生在毕业设计工作前期完成,经指导教师签署意见、专家组及学院教学院长审查后生效;2.开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴;3.毕业设计开题报告应包括以下内容:(1)研究的目的;(2)主要研究内容;(3)课题的准备情况及进度计划;(4)参考文献。
4.开题报告的撰写应符合科技文献规范,且不少于2000字;参考文献应不少于15篇,包括中外文科技期刊、教科书、专著等。
5.开题报告正文字体采用宋体小四号,1.5倍行距。
附页为A4纸型,左边距3cm,右边距2cm,上下边距为2.5cm,字体采用宋体小四号,1.5倍行距。
6.“课题性质”一栏:理工类:A.理论研究B.应用研究C工程设计D.软件开发E.其它经管文教类:A.理论研究B.应用研究C.实证研究D.艺术创作E.其它“课题来源”一栏:A.科研立项B.社会生产实践C.教师自拟D.学生自选“成果形式”一栏:A.论文B.设计说明书C.实物D.软件E.作品2参考文献毕业设计开题报告3参考文献附页:433MHz低噪声射频功率放大器的设计一、研究的目的:低噪声微波放大器(LNA)已广泛应用于微波通信、GPS 接收机、遥感遥控、雷达、电子对抗、射电天文、大地测绘、电视及各种高精度的微波测量系统中,是必不可少的重要电路。
低噪声放大器位于射频接收系统的前端,其主要功能是将来自天线的低电压信号进行小信号放大。
前级放大器的噪声系数对整个微波系统的噪声影响最大,它的增益将决定对后级电路的噪声抑制程度,它的线性度将对整个系统的线性度和共模噪声抑制比产生重要影响。
第1章概述本章介绍了射频功率放大器的研究目的和意义,讨论现阶段的研究现状以及发展趋势,最后阐述了在论文期间所做的主要工作和前期计划结构。
1.1课题研究的目的和意义随着21世纪的到来,人类社会已步入信息时代社会信息极大的改变了人类社会的生产、工作、学习和生活方式,人们对信息的依赖与需求越来越大,随时随地、迅速可靠的与通信的另一方进行任何方式的信息交流成为人们不断追求的目标。
从全球范围来看,无线通信用户的年增量都在大幅度的增长,无线通信已经进入规模化发展的阶段。
如今快速的发展无线通信已成为信息产业中最耀眼的亮点,并成为社会经济发展的动力。
现代通信迅速发展,对射频功率放大器的要求也越来越高,其在整个无线电通讯系统中非常重要,输出功率决定了通讯距离的长短,其他方面也对通讯的效率性能指标起决定性作用。
射频功率放大器由于尺寸、线性度高、噪声低等优点,广泛运用与在卫星通信、雷达和电子战以及各种工业装备,伴随着无线通讯和军事领域新标准新技术的发展,对射频功率放大器的性能要求也高,使之在更宽频带内,具有更高的输出功率、效率和可靠性,例如为在有限的频谱范围内容纳入更多的内容就要求更多的通讯通道,获得较高的输出功率,现在通讯系统均采用了QPSK、64QSN等线性调制技术,这些调制技术对功放的非线性非常敏感,因而对放大器有更高的线性要求,提高功率放大器的可靠传输,以避免对其他信道的干扰,保证通讯的正常可靠。
为了满足各种应用需求,近十几年来人们不断推动射频功率放大器的发展和进步,在这十几年发展过程中,射频器件及射频技术的发展是推动射频功率放大器发展的俩大因素射频器件的发展是射频功率放大器的发展成为可能,射频技术的发展使射频功率放大器的性能得到提高。
目前,由于无线领域局域网的市场潜力,世界各国的工业界和科技界都投入巨大的力量,加强这方面的研究与开发工作,对射频的高集成度、成本和小型化追求都把目标集中在多频带和多模式上,即用较少的芯片输在多频带实现各种功能。
射频功率放大器线性化技术分析与设计的开题报告一、选题依据随着通信技术的不断发展,射频功率放大器(PA)的应用越来越广泛。
但是,在高功率工作状态下,PA会产生失真,影响通信质量和系统性能。
因此,研究PA的线性化技术,提高其线性度和稳定性,已成为射频通信研究领域的重要课题。
二、研究目的本研究的目的是分析当前主流的PA的线性化技术,比较不同线性化技术的优缺点,并设计一种高效可靠的线性化技术,以提高PA的线性度和稳定性。
三、研究内容1. 回顾和分析现有的PA线性化技术,包括前向预测(FF)、反馈(FB)、预编码(PR)等。
2. 对比不同线性化技术的优缺点,包括线性度、功耗、复杂度、带宽等方面的比较。
3. 确定一种适用于高功率射频信号的线性化技术,并进行详细设计和实现。
4. 对比实现结果与其他线性化技术的实验结果,验证所设计的线性化技术的可行性和有效性。
四、研究方法1. 文献查阅法:主要检索国内外论文和书籍,全面了解PA线性化技术的最新研究进展和应用情况。
2. 系统模拟法:利用MATLAB等科学计算软件对线性化技术进行模拟和仿真,评估其性能和适用性。
3. 实验验证法:设计实验平台进行实验验证,测试所设计的线性化技术的性能和实现效果。
五、预期成果1. 比较分析不同PA线性化技术的优缺点,提出适用于高功率射频信号的线性化技术。
2. 设计并实现该线性化技术,验证其可行性和有效性。
3. 对比分析实验结果与其他线性化技术,进一步验证该技术的优越性和适用性。
4. 撰写并发表学术论文,为PA线性化技术的研究和应用提供参考。
六、进度安排1. 第一周:调研研究对象,明确研究目的和内容,制定研究方案和进度安排。
2. 第二周至第四周:文献查阅和综述,梳理现有研究成果和应用情况,分析比较不同线性化技术的优缺点。
3. 第五周至第七周:基于MATLAB等工具进行系统模拟和仿真,评估不同线性化技术的性能和适用性。
4. 第八周至第十周:确定适用于高功率射频信号的线性化技术,进行详细设计和实现。
CMOS射频功率放大器研究与实现的开题报告
一、研究背景与意义:
随着无线通信技术的迅速发展,射频功率放大器(RF power amplifier)已经成为无线通信系统中重要的组件之一。
其中,CMOS射频功率放大器由于具有低成本、低功耗、面积小等优点,被广泛研究和应用于可穿戴设备、物联网、5G通信等领域。
二、主要研究内容:
1. 对CMOS射频功率放大器的相关知识和发展历史进行了详细的调研和分析,重点探讨了低功耗、高效率、宽带等方向的发展趋势。
2. 提出了一种新型的CMOS射频功率放大器的设计方案,并对其进行了仿真和优化。
该方案采用了负反馈技术和变压器结构,能够同时实现高增益、高线性度、低噪声和低失真等多种优良特性。
3. 在UWB通信、5G通信等场景中,通过实验验证了该方案的性能和实用性,并与其他现有的CMOS射频功率放大器进行了对比分析。
三、研究成果与展望:
1. 完成了对CMOS射频功率放大器的深入研究和分析,针对其所面临的挑战和机遇,提出了具有实际应用价值的设计方案。
2. 在理论计算、电路仿真和实验测试等方面,取得了一定的研究成果和经验,为后续相关研究和开发提供了可靠的技术支撑。
3. 未来将继续深入研究CMOS射频功率放大器的高效率、高可靠性和低功耗等方向,进一步提高其性能和适用范围,促进射频技术的进一步发展和应用。
射频放大器的研究与设计的开题报告一、选题背景随着通信技术的不断发展,射频放大器的应用也越来越广泛。
射频放大器在无线通信、雷达、卫星通信、电视传输等领域扮演着重要的角色。
因此,研究射频放大器的性能及其设计方法,对于提高通信系统和电子设备的性能和功能有着重要意义。
二、研究目的本论文旨在研究射频放大器的性能和设计方法,包括以下几个方面的内容:1.射频放大器的基本原理及其性能参数:了解射频放大器的基本原理和分类,以及常见的性能参数,如增益、噪声系数等;2.射频放大器设计的流程和方法:探讨射频放大器的设计流程和方法,包括射频放大器设计的环节、设计方法和设计策略等;3.射频放大器的实现方法:探究实现射频放大器的方法,包括各种电路设计的技术路线,如微带线、集成器件等;4.射频放大器的性能评估:研究射频放大器的性能评估方法和测试技术,包括射频放大器带宽、输出功率等性能指标的测试和评估等。
三、研究内容和方法1.研究射频放大器的基本原理及其性能参数:通过查阅资料,了解射频放大器的分类、基本原理和常见的性能参数;2.射频放大器设计的流程和方法:了解射频放大器设计的环节、设计方法和设计策略,并学习如何进行射频放大器的设计;3.射频放大器的实现方法:了解实现射频放大器的方法,包括各种电路设计的技术路线,如微带线、集成器件等,并进行实际的设计和实现过程;4.射频放大器的性能评估:研究射频放大器的性能评估方法和测试技术,对射频放大器带宽、输出功率等性能指标进行测试和评估。
四、论文结构本论文共分为六章,具体如下:第一章:绪论阐述选题背景、研究目的、研究内容和方法等;第二章:射频放大器的基本原理及其性能参数介绍射频放大器的分类、基本原理和常见的性能参数;第三章:射频放大器设计的流程和方法探讨射频放大器设计的环节、设计方法和设计策略,并学习如何进行射频放大器的设计;第四章:射频放大器的实现方法了解实现射频放大器的方法,包括各种电路设计的技术路线,如微带线、集成器件等,并进行实际的设计和实现过程;第五章:射频放大器的性能评估研究射频放大器的性能评估方法和测试技术,对射频放大器带宽、输出功率等性能指标进行测试和评估;第六章:结论与展望总结本论文的研究内容和成果,并对未来的研究方向进行展望。
CMOS射频线性功率放大器研究的开题报告一、课题背景随着通信技术的发展和无线通信系统的普及,射频集成电路技术得到越来越广泛的应用。
射频功率放大器作为射频电路中的重要组成部分,在无线通信系统、雷达系统、卫星通信系统等领域,承担着信号的放大和传输的重要任务。
同时,射频功率放大器在通信系统的性能中也占有重要的位置,例如:传输速率、信号的传输质量等均与射频功率放大器的设计紧密相关。
传统的射频功率放大器多采用GaAs、InP材料制造,而随着CMOS工艺的发展,CMOS射频集成电路技术越来越被广泛应用。
在CMOS工艺中制造的射频功率放大器具有体积小、功耗低、可靠性高等优点,因此,在无线通信系统中得到广泛应用。
随着现代社会对无线通信的迅速发展,为了更加高效和快速地传递数据,对高性能的射频功率放大器的需求逐渐增加。
因此,研究CMOS射频线性功率放大器的设计是非常有意义的。
二、研究内容和目标本研究的主要目的是设计一种高性能的CMOS射频线性功率放大器。
具体研究内容如下:1. 选取合适的CMOS工艺,并设计相应的CMOS射频线性功率放大器电路;2. 对线性功率放大器的性能进行分析和优化,并考虑功率放大器的线性度、阻抗匹配和噪声等因素;3. 仿真和测试设计的射频线性功率放大器,验证其性能,并进行优化;4. 撰写开题报告、中期报告和结题报告。
三、研究意义1. 本研究的成果将能够提高CMOS射频功率放大器的性能指标,满足无线通信系统等领域对于高性能CMOS射频功率放大器的需求。
2. 本研究将进一步推动CMOS射频集成电路技术的发展,对未来CMOS射频集成电路技术的研究和应用具有重要的推动作用。
3. 本研究所获得的技术经验和成果将能够带动国内外相关技术领域的研究工作,增强我国在射频集成电路领域的核心竞争力。
四、预期成果1. 设计出一种高性能的CMOS射频线性功率放大器;2. 对射频功率放大器的相关性能参数进行优化,实现功率放大器的最佳设计;3. 对所设计的线性功率放大器进行仿真和测试,验证其性能,获得相关的实验数据;4. 撰写开题报告、中期报告和结题报告,发表具有学术价值的研究论文。
DMR手持机射频功率放大器研究的开题报告
1.研究背景
随着数字化通信技术的不断发展,数字移频无线通信系统已经逐渐
成为无线通信系统的主流。
而本研究关注的DMR(数字移频无线通信系统)是一种数字手机系统,其优点包括高效率、安全性好、快速切换等。
但是DMR系统的信号覆盖距离受到射频功率的限制,因此需要对DMR
手持机的射频功率提升进行研究。
2.研究目的
本研究旨在探究DMR手持机射频功率放大器的设计和应用,将能够提供更好的信号覆盖范围和信号强度,进而提升DMR系统的通信质量和使用效果。
3.研究内容
(1)DMR手持机射频功率放大器的原理及设计方法。
(2)DMR手持机射频功率放大器在DMR系统中的应用。
(3)DMR手持机射频功率放大器的性能评估和实验验证。
4.研究方法
本研究将采取文献资料查阅、理论分析和实验验证相结合的方法,
对DMR手持机射频功率放大器进行系统研究和探索。
5.预期成果
(1)掌握DMR手持机射频功率放大器的原理和设计方法;
(2)深入了解DMR手持机射频功率放大器在DMR系统中的应用特点;
(3)开展DMR手持机射频功率放大器的性能评估和实验验证,获
取具体的数据和结果;
(4)为提升DMR系统通信质量和使用效果提供技术支持和参考依据。
6.研究意义
本研究将在DMR无线通信技术领域中发挥重要作用,对提升DMR 系统的通信质量和使用效果具有重要意义。
同时,DMR手持机射频功率放大器的研究也将为其他无线通信系统的射频功率放大器研究提供重要的借鉴和参考。
毕业设计开题报告433MHz低噪声射频功率放大器的设计学院:班级:学生姓名:指导教师:职称:年月日433MHz低噪声射频功率放大器的设计一、研究的目的:低噪声微波放大器(LNA)已广泛应用于微波通信、GPS 接收机、遥感遥控、雷达、电子对抗、射电天文、大地测绘、电视及各种高精度的微波测量系统中,是必不可少的重要电路。
低噪声放大器位于射频接收系统的前端,其主要功能是将来自天线的低电压信号进行小信号放大。
前级放大器的噪声系数对整个微波系统的噪声影响最大,它的增益将决定对后级电路的噪声抑制程度,它的线性度将对整个系统的线性度和共模噪声抑制比产生重要影响。
对低噪声放大器的基本要求是:噪声系数低、足够的功率增益、工作稳定性好、足够的带宽和大的动态范围。
随着工作频率升高,低噪声放大器却因为其强烈的非线性而要依赖非线性模型来预测其电性能,且电路设计的精度取决于非线性模型的准确度。
厂商一般都是给出某个的s参数值,对于那些不是常用的频段获取参数相当的困难。
因此选择合适的仿真软件对器件进行建模仿真变得非常重要。
同时,由于晶体管在高频工作时,受到寄生效应的影响,要保持低噪声放大器的稳定性就需要电路板布局合理、输入输出匹配之间的有效配置都是设计射频放大器的关键。
着手分析并解决这些问题,为以后开展更深一步的研究做好铺垫。
二、主要研究内容功率放大器设计指标:工作频率:433MHz接选用晶体管:AT41511;工作频率:433MH±50MHz;带宽:100MHz ;偏置电压:5 V;增益:20dB;噪声系数<1.输入输出驻波比<2输出功率:1W.低噪声放大器的主要技术指标是噪声系数和增益,这些是研究射频低噪声放大器的关键。
本文对此进行了一些研究,主要包括下面几个方面:1.射频电路的噪声系数二端口的噪声系数定义为二端口输入端的信噪比与输出端的信噪比:用符号/S N P P (或 S/N)表示。
放大器噪声系数是指放大器输入端信号噪声功率比/SI NI P P 与输出端信号噪声功率比/SO NO P P 的比值,以分贝数表示噪声系数:NF=101g(F)。
第1章概述本章介绍了射频功率放大器的研究目的和意义,讨论现阶段的研究现状以及发展趋势,最后阐述了在论文期间所做的主要工作和前期计划结构。
1.1课题研究的目的和意义随着21世纪的到来,人类社会已步入信息时代社会信息极大的改变了人类社会的生产、工作、学习和生活方式,人们对信息的依赖与需求越来越大,随时随地、迅速可靠的与通信的另一方进行任何方式的信息交流成为人们不断追求的目标。
从全球范围来看,无线通信用户的年增量都在大幅度的增长,无线通信已经进入规模化发展的阶段。
如今快速的发展无线通信已成为信息产业中最耀眼的亮点,并成为社会经济发展的动力。
现代通信迅速发展,对射频功率放大器的要求也越来越高,其在整个无线电通讯系统中非常重要,输出功率决定了通讯距离的长短,其他方面也对通讯的效率性能指标起决定性作用。
射频功率放大器由于尺寸、线性度高、噪声低等优点,广泛运用与在卫星通信、雷达和电子战以及各种工业装备,伴随着无线通讯和军事领域新标准新技术的发展,对射频功率放大器的性能要求也高,使之在更宽频带内,具有更高的输出功率、效率和可靠性,例如为在有限的频谱范围内容纳入更多的内容就要求更多的通讯通道,获得较高的输出功率,现在通讯系统均采用了QPSK、64QSN等线性调制技术,这些调制技术对功放的非线性非常敏感,因而对放大器有更高的线性要求,提高功率放大器的可靠传输,以避免对其他信道的干扰,保证通讯的正常可靠。
为了满足各种应用需求,近十几年来人们不断推动射频功率放大器的发展和进步,在这十几年发展过程中,射频器件及射频技术的发展是推动射频功率放大器发展的俩大因素射频器件的发展是射频功率放大器的发展成为可能,射频技术的发展使射频功率放大器的性能得到提高。
目前,由于无线领域局域网的市场潜力,世界各国的工业界和科技界都投入巨大的力量,加强这方面的研究与开发工作,对射频的高集成度、成本和小型化追求都把目标集中在多频带和多模式上,即用较少的芯片输在多频带实现各种功能。
射频功率放大器的应用领域比较广泛,比如雷达、通讯、导航、卫星地面站。
点子对抗中都需要它,如在有源相控阵雷达中射频功率放大器就扮演着重要角色,在电子战中,射频功率可制成有源诱饵,便面飞机被导弹击中,通讯中,射频功率放大器广泛运用与小功率或低数据率终端,如射频功率放大器就很大程度上决定这个人移动电话的通话时间和待机时间。
总之需要对射频信号进行功率放大的设备中都离不开射频功率放大器。
与低噪声放大器相比,射频功率放大器除了要满足一定的增益、驻波比、频带外,突出的要求是输出功率和高转换率及减少非线性失真。
1.2研究现状和发展趋势对于射频功率放大器的研究方面许多专家教授都对这方面作了相关的研究,得到了许多成果总结,这对我们后期的学习有了很大的帮助,以下是我参考的文献:张利飞、汪海勇在《低噪声功率放大器的仿真设计》根据非线性结的谐波辐射特性,通过发射基波信号,接收二次或三次谐波/组合波来探测含有非线性结的目标。
由于谐波雷达接收机要接收来自非线性结散射回来的微弱的二次或三次/组合波信号,因此对谐波雷达发射机的谐波抑制能力和低噪声提出了较高的要求。
而发射机的主要部件是功率放大器,本文根据谐波雷达发射机的要求,设计的放大器的指标为:工作频率:900MHz输出功率:2W(33dBm)功率增益:37dB输入输出驻波比:小于1.5:1三阶交调:-20dBc二次谐波抑制:大于40dB噪声系数:小于1dB1方案确定与器件选择首先从功率增益上考虑,一般功率放大器的增益在15dB左右,为了能达到37dB的功率增益,需要3级放大器,考虑到第一级放大器为小信号放大器,而且小信号放大器的增益比较大,从而确定的方案为两级放大器,即前级小信号放大器和后级大信号放大器。
其次从噪声系数上考虑,由于总的噪声系数小于1dB,则要求所选放大器的噪声系数均比较小,考虑到前级放大器的噪声系数对整个系统的影响最大,故前级主要从最小噪声系数上考虑,后级可以在满足一定噪声系数的条件下主要考虑功率[1]。
陈晓飞,沈军等在2014年的文献《高线性度CMOS射频AB类功率放大器设计》中,指出CMOS射频AB类功率放大器广泛应用于单片集成无线芯片内.采用恒定最大电流的方法对其效率进行分析,采用归一化输入电压的方法对其线性度进行分析.利用AB类功率放大器系统增益的非线性与CMOS跨导非线性相互补偿,提高了CMOS射频AB类放大器的线性度.基于TSMC 0.18μm CMOS 混合信号工艺,设计了一款两级射频AB类功率放大器[2]。
延涛在2007年的文献《高性能CMOS射频功率器件及功率放大器研究与实现》中,指出随着人们对无线通讯需求的不断增加,射频集成电路(RFIC)技术迅速发展,成为了集成电路产业新的增长点。
在RFIC所采用的工艺技术中,RF CMOS 具有成本和集成度方面的巨大优势,是未来无线通讯技术的发展趋势[3]。
许永生在《CMOS射频器件建模及低噪声放大器的设计研究》中指出微波低噪声放大器是利用微波低噪声场效应管在微波频段进行放大。
特别需要注意的是,因为场效应管都存在着内部反馈,当反馈量达到一定强度时,将会引起放大器稳定性变坏而导致自激,改善微波管自身稳定性采取的是串接阻抗负反馈法,在场效应管的源极和地之间串接一个阻抗电路,构成负反馈电路。
实际的微波放大器电路中反馈元件常用一段微带线代替,相当于电感性元件负反馈,这样对电路稳定性有所改善。
利用PHEMT芯片,应用混合集成工艺进行设计,在宽频带范围内实现了低噪声系数和低驻波特性。
器件的选用恰当与否直接关系到性能指标的优劣,宽带低噪声放大器最关键的器件就是放大器的基础——GaAsPHEMT芯片。
为满足高增益指标,GaAsPHEMT应具有尽可能高的跨导;同时,为了满足低的噪声系数,GaAsPHEMT自身的噪声系数应尽可能低;由于型谱产品频段较高,为了避免分布参数带来的影响,同时减小体积,GaAsPHEMT选择采用管芯。
该项目为了兼顾噪声和增益,所以采用2级放大。
第1级放大器的设计必需是最佳噪声设计,即输入匹配网络必需是最佳噪声匹配网络,不必追求最大增益;第2级放大器保证输出功率和总增益[4]。
胡柳林在《800MHz CMOS低噪声功率放大器设计与仿真功率放大器》指出无线发射器中必不可少的组成部分,也是整个发射机中耗能最多的部件,输出功率一般比较大。
射频功率放大器的主要作用就是放大射频信号,以输出大功率为目的。
射频信号功率的放大实质上是在输入射频信号的控制下将电源直流功率转换为高频功率。
相对于其它无线收发组件,大功率、高线性、高效率是功率放大器的基本设计要求。
介绍了基于TSMC0.18umCMOS工艺的功率放大器的设计,给出了仿真结果和版图设计。
该电路采用两级放大结构,单端输入单端输出。
第一级采用共源共栅放大电路,第二级采用差分放大电路,输出由一个平衡.不平衡电路转化为单端输出。
在3.3V的供电电压下,最大输出功率为16.25dB,增益为20dB,输入1dB压缩点位13dB,带宽为1GHz~2GHz,满足设计指标要求[5]。
金香菊在《CMOS射频C类低噪声功率放大器研究与设计》功率放大器作为射频收发机中功耗和体积最大模块,其性能直接决定了整个射频收发机的成本、功耗和体积,因此研究CMOS射频功率放大器对实现单芯片射频收发机意义重大。
本文通过深入分析CMOS射频C类功率放大器的系统结构和工作原理,设计出一个可单片集成的射频C类功率放大器,并完成了版图设计。
首先对线性和非线性功率放大器进行了系统总结。
采用电流源C类功率放大器模型,推导出功率放大器的效率、漏极电流的频谱、输出功率与导通角θ的关系,并用于指导功率放大器设计。
其次,对基于CMOS工艺的射频C类功率放大器进行研究,并设计出一个中心频率2.4GHz的C类功率放大器。
考虑输出功率、功率增益和效率要求,并针对CMOS 工艺晶体管击穿电压低和跨导能力有限等缺点,采用单端两级拓扑结构,使用共源共栅和输出级的输入谐振网络等电路设计技术,提高了功率放大器的性能。
最后,基于TSMC 0.35μm SiGe BiCMOS RF工艺,采用Cadence的SpectreRF进行电路仿真和版图设计。
仿真结果表明,在使用片上电感后,输出功率达到24dBm,功率增益为24dB,功率附加效率达到34%[6]。
王振,喻志远,雍正平,雷毅在《C波段低噪声功率放大器的设计》中通过仿真结果可以看出,放大器的输入输出驻波比、噪声和增益等指标基本上都合格。
从设计中可以了解使用ADS来设计低噪声放大器的基本方法,首先要做的就是偏置电路的设计,然后用S参数仿真来进行稳定性的判断,若在使用频段内不稳定,还需要进行稳定性的设计。
当场效应管工作稳定后就要对其进行阻抗匹配。
一般低噪声放大器的第1级需要良好的噪声特性,所以第1级的输入端进行最佳噪声阻抗到50源负载的匹配,输出端进行共轭匹配。
如果要考虑到第1级的增益输出不能太低的话,则需要画出增益圆图和噪声圆图,然后选择合适的源阻抗值,牺牲一部分噪声来提高增益。
第2级一般为功率输出级,需要的是最大的增益输出,所以第2级一般对输入输出同时向50负载做共轭匹配,在匹配之前,需要算出最佳共轭匹配的ZS和ZL值,这个值只有在电路稳定的情况下才唯一存在的。
2级分别设计,再级联,由于计算机已经进行了参数优化,通常不需调整就可达到比较满意的效果。
还有器件参数的离散性,以及加工误差,实际加工出来的结果有一些微小差异,这就需要在实际调试中,稍微调整一下分布参数,就可达到最佳的效果[7]。
李斐在《宽带射频接收机前端低噪声放大器设计》中指出无线通信市场的发展以及人们对无线通信与日俱增的需求推动了这一领域的研究与开发。
无线收发机始终向着高性能,高集成度、低功耗、低成本的方向发展。
本论文以设计射频无线收发机中关键组成射频接收机前端为目的,研究并设计射频接收机前端的系统和模块。
首先从系统的角度出发,简要介绍了射频系统接收的一些性能指标及其衡量标准,系统的分析比较了几种适用于单片集成的射频接收机结构,总结了各自的优缺点,提出在系统结构选取上的设计考虑;然后详细分析了射频接收机前端的两个模块:低噪声放大器和混频器,总结并比较了一些常用的电路拓扑结构[8]。
黄晓华在《低噪声射频功率放大器的设计与优化》中写到微波和射频工程是一个令人振奋且充满生机的领域,主要由于一方面,现代电子器件取得了最新的发展;另一方面,目前对语音、数据、图像通信能力的需求急剧增长。
在这一通信变革之前,微波技术几乎是国防工业一统天下的领域,而近来对无线寻呼、移动电话、广播视频、有绳和无绳计算机网络等应用的通信系统需求的迅速扩大正在彻底改变工业的格局。