WLAN射频前端功率放大器设计.doc

目录
摘 要 II
Abstract III
1引言 1
2 WLAN射频功率放大器工作原理分析 1
功率放大器结构简介 1
功率放大器的作用简介 2
3 WLAN射频前端功率放大器的总体设计 2
基础知识 2
——S参数 3
阻抗匹配 4
设计目标 7
4 偏置电路的设计 8
管子的极限参数 8
偏置电路的选择与设计 10
5 输入输出匹配电路的设计 12
输出匹配电路的设计 12
输入匹配电路的设计 17
6 总体电路结果分析与优化 20
22
23
27
7 总结 37
致 谢 38
参考文献 39
摘 要
在无线应用中，通常需要对发射和接收信号进行一定程度的放大，射频功率放大器完成了对射频信号的放大。在射频电路设计中，主要需要考虑电路的匹配、稳定性和线性度的问题，并在以上情况下尽量达到最大功率输出。射频功率放大器一般工作在大信号的情况下，在此情况下器件一般呈现出非线性特性。本文采用了线性度最好的A类功放，并在设计完成之后针对线性度进行了谐波平衡分析，以及增益和电源效率测试。理想情况下A类功放的电源最大的利用效率是50%。
本文主要讨论了应用于WLAN的射频A类功放的具体设计过程。射频功放的设计通常需要大信号S参数，但多数情况下设计者只有小信号S参数本文即利用小信号S参数设计法，并通过ADS仿真完成了大信号的设计。输出匹配电路的设计采用了最大输出功率匹配，即共轭匹配，采用负载迁移法；对于输入匹配电路，则按照最大增益匹配的原则即源阻抗与输入阻抗匹配。然后对设计电路进行稳定性分析、谐波平衡分析和电源效率分析，最终对整个电路进行优化，完成整个电路的设计。
关键词：A类功放 负载迁移 谐波平衡 大信号 S参数
Abstract
In wireless application, the transmited and received signal usually needs to be blowed up in some degree. RF power amplifier accomplishes the fuction to blow up the RF input signal. In the design of a RF circuit, the major concerns are the matching of the circuit, stability and linearity;and in these complexions, the maxium output power is another purpose. RF power amplifier usually operates at large signal situation.
In this sitation devices always take on non-linear performances. In this paper a class A amplifier is introduced who has the best linearity. After the design is finished,harmonic balance analysis, gain and power-added efficiency(PAE) test are performed. In ideal situation, the maximun PAE of a class A amplifier is 50%.
In this paper, we introduce the idiographic design procedure of class A power amplifier applied in WLAN. Large signal S-parameter is usually needed to design a RF power amplifier. However, in many cases, designers have only a set of measured small signal S parameters .In this article ,we start our design with small signal S parameters and complete th