《射频电路基础》PPT课件.ppt
2023/7/14,1,射频电路基础,2003年10月,2023/7/14,2,第二部分 有源器件和微波放大器,一、微波有源器件二、等效网络与S参数三、匹配电路四、微波放大器,2023/7/14,3,一、微波有源器件,1、高频BJT2、MESFET3、HEMT,2023/7/14,4,1、高频BJT叉指结构,2023/7/14,5,BJT的偏置和输入输出特性,2023/7/14,6,过渡（特征）频率与集电极电流的关系,2023/7/14,7,温度特性,2023/7/14,8,温度特性,2023/7/14,9,温度特性,2023/7/14,10,热等效电路,2023/7/14,11,大信号模型,2023/7/14,12,小信号混合模型,2023/7/14,13,小信号模型,2023/7/14,14,2、MESFET,2023/7/14,15,转移和输出特性,2023/7/14,16,最大输出特性,2023/7/14,17,电路模型,2023/7/14,18,小信号模型,2023/7/14,19,3、HEMT器件,2023/7/14,20,输出特性,2023/7/14,21,二、等效网络与S参数,1、等效网络参数2、S参数3、微波器件的S参数,2023/7/14,22,1、等效网络参数Z、S,外部等效参数：变量：电压、电流 参数：阻抗、导纳,2023/7/14,23,Y参数,2023/7/14,24,S参数,S参数的变量：入射波、反射波电路参数：反射系数,入(反)射波表示入(反)射电压电流除特性阻抗的平方根,反射系数表示反射波除入射波,2023/7/14,25,S参数与Z参数的关系,2023/7/14,26,S矩阵定义,注意：a1=0 或 a2=0 表示另一口没有反射波进入网络，即匹配条件。S参数的优点：特别适合于计算微波的匹配问题，波长与电路长度相当；因为在传输线上阻抗是变化的，而反射系数是不变的；通常微波器件给出S参数。,2023/7/14,27,例,3dB衰减器二端50匹配S11S220,2023/7/14,28,Z参数与S参数的转换,2023/7/14,29,2023/7/14,30,S参数的测量,2023/7/14,31,2、阻抗匹配网络,当接入ZL时，Z1Zs或接入Zs时，Z2ZL,2023/7/14,32,分立元件匹配网络的8种电路结构,2023/7/14,33,例：设计L型匹配网络的解析方法,设发射机输出阻抗和天线输入阻抗为,采用LC匹配网络如图，匹配方法是当接上ZT时，ZMZA,2023/7/14,34,2023/7/14,35,匹配禁区、频率响应以及品质因素,匹配禁区：二个元件的L型匹配网络不能匹配任意阻抗，要根据阻抗比决定。8种电路中二种以上可用。频率响应：分为高通或低通，如图示。,2023/7/14,36,频率响应,2023/7/14,37,品质因素,有载品质因素：f=1GHz,CT包括了负载电容成分,2023/7/14,38,不同匹配电路的频率响应,2023/7/14,39,T型和型匹配网络,采用三元件的匹配电路，可以匹配任何阻抗值，其分析方法、频率响应与两元件类似。基本形式有二种T型或型。,2023/7/14,40,T型和型匹配网络,2023/7/14,41,3、微波放大器,（1）微波放大器的主要指标增益及增益平坦度（dB）工作频率及带宽（单位：Hz）输出功率（单位：dBm）直流输入功率（单位：V和A）输入输出反射系数（VSWR）噪声系数（dB）,2023/7/14,42,放大器设计要点,频率特性与匹配特性；输出功率；噪声系数：LNA器件的选择：频率、功率、增益、噪声。匹配电路的设计（频率、匹配特性，线性电路）线性设计，器件性能线性化（非线性电路）噪声系数，器件性能噪声匹配（线性电路）,2023/7/14,43,（2）放大器的等效电路匹配设计,2023/7/14,44,（3）放大器的级联,当一级放大器的增益不够时，采用多级级联。要注意：每级间的匹配，频率响应 满足线性要求；,2023/7/14,45,（4）、放大器的输出功率与线性,2023/7/14,46,三阶交调与1dB压缩点的关系,2023/7/14,47,非线性的测量：交调特性,放大器的三阶交调：,2023/7/14,48,频谱扩散非线性信道的影响,经过放大器后，噪声增加了，非线性产生频谱扩散，如图示。,2023/7/14,49,（5）微波功率合成技术,
