GaAs HBT宽带功率放大器的设计与研究开题报告

1. 研究目的与意义

人类进入二十一世纪以来，功率放大器技术以惊人的速度迅猛发展。如今功率放大器 已被广泛用于各种无线通信设备中，影响着我们生活的方方面面。所以功率放大器成了人 们关注的焦点，其中高频功率放大器是目前人们研究与应用的重点。很多需要对高频段的 信号进行放大处理的地方，就要引入高频放大器，高频放大器在通信系统中同样不可或缺。

高频功率放大器主要是用来对高频调制波信号功率进行放大，然后由天线信号转换成 电磁辐射到太空中，以实现长距离传输无线信道的信息。功率放大器依靠激励信号对放大 管电流的控制，能够把集电极电源的直流功率转换成负载回路的交流功率。通信电路中， 为了弥补信号在无线传输过程中的衰减和消耗，确保传输有效性，就要求发射机具有较大 的功率输出。通信距离越远，要求输出功率越大。在高频范围内，运用高频功率放大器来 满足系统所需要的输出功率。

高频功率放大器应用涉及面很广，无论是民用还是军用，都离不开它。在军用方面， 高频功率放大器运用广泛。比如在军用雷达系统中，高频功率放大器在其中大显身手。无 线收发系统是雷达的重要组成部分，而高频功率放大器又是无线收发系统的核心部分，整 个雷达系统的战术指标就直接取决于高频功率放大器的性能高低了。在电子战中，高频功 率放大器可还以被设计为有源诱饵，能够有效欺骗敌人的攻击目标。在民用方面，尤其是 在民用通信中，高频功率放大器广泛被设计用于高频手机终端中，高频功率放大器的效率 就决定着手机的通话时长和待机时间，成功运用一个顶配的高频功率放大器能够带来庞大 的用户消费群体。总之，高频功率放大器与我们的生活息息相关。

2. 研究内容和预期目标

当代移动通信要求放大器能够在较宽的通信频段内实现功率放大功能，宽带放大器的设计具有重要意义。随着频率的升高，gaas hbt晶体管自身的寄生电容对器件性能的影响明显增加，使得宽带匹配带来很多难题，本课题拟通过对器件kink效应（kink效应是指场效应晶体管的漏极电流与漏极电压的非饱和特性）的研究，通过设计新结构放大器，简化输出匹配，拓展功放的带宽。

（1）分析、总结射频功放的效率、线性度、输出功率等性能参数；

（2）分析hbt器件宽带匹配的难点，总结常用宽带设计的方法；

3. 研究的方法与步骤

(1)依据功率、频率、带宽、增益、-功耗等各项指标要求，选择合适的晶 体管管芯，并确定电路拓扑结构；

(2)根据晶体管工作模式，设计出满足需要的偏置电路；

(3)仿真稳定性判别圆和增益圆图，确定管芯的源阻抗和负载阻抗；

4. 参考文献

[1] 杜武林，张爵胜. 高频电路原理与分析[m]. 西安：西北电讯工程学院出版社，1986.

[2] 杨务诚. gaas hbt mmic 功率放大器的设计[d]: [硕士学位论文]. 湖南：湖南大学，2012

[3] 金哲. 宽带通信中有记忆射频功率放大器的建模与预失真方法[d].浙江大学，2007

5. 计划与进度安排

（2）2022.3.11-2022.3.20了解hbt器件模型，其带宽受限的因素，准备课题研究软件仿真设计;

（3）2022.3.21-2022.3.20围绕提高带宽的方法，提出本文的设计方案并对射频功放进行仿真设计与调试;

（4）2022.4.21-2022.5.20 调整并完善仿真设计，资料收集，撰写论文提纲;