1、仿真后可以看到低端稳定性已经大为改善，功率管在高端也很稳定。负载牵引设计插入模板在原理图窗口执行菜单命令中的，弹出对话框，如图所示。选择,模板。在新建的原理图中删除原有的砷化镓模型，替换为加入偏置后的的电路，并按图所示进行修改图模板选择图修改后的原理图确定的范围对的图进行仿真，弹出数据显示窗口，如图图仿真结果从图中可以看到，所需要的最大功率点和最佳效率点都不在计算范围内。因为功率圆和效率圆心均未显示出来，所以要改变计算的范围。回到原理里图中，改变计算范围的设置，如图所示确定半径和圆心。执行菜单命令中的，然后选择，此时会弹出个新的数据显示窗口，如图所示图圆公式图确定圆依照最开始的仿真图，确定个大概的圆心与半径的范围，经过调整使功率圆和效率圆的圆心均能显示，最后选择，。为了使计算更精确，设置点数。确定输出的负载阻抗扫描参数确定后，再重新仿真。

2、负载上能够获得的功率，也是放大器在信源阻抗下的最大输出功率值。是信源的资用功率，即信源的最大输出功率。是源反射系数。可见资用功率增益只与晶体管参数和信源阻抗有关，而与输出端口的匹配程度无关。应用式便于研究信源阻抗变化对放大器功率增益的影响。的物理意义是插入放大器后负载可能得到的最大功率是无放大器时可能得到的最大功率的多少倍。而实际放大器在输入输出端不见得是共扼匹配的。只是表示放大器功率增益的种潜力。当在输入端口满足共扼匹配时，达到最大值。传输功率增益上式体现了正向传输输入匹配程度输出匹配程度以及反馈等因素对增益所起的作用。的物理意义为插入放大器后负载实际得到的功率是无放大器时可能得到的最大功率的多少倍。三种功率增益有如下关系式中的，分别为输入端和输出端的失配系数。可证明。

3、控件。双击参数扫描控件，完成扫描参数设置，起始频率为，终止频率为,步长为，设置完后的原理图如所示。图稳定性扫描原理图稳定性分析仿真完成后在数据显示窗口中点鼠标右键，选择插入个坐标图，然后弹出对话框，选择要显示的，点击然后点。此时会出现显示不同频率下稳定因子的坐标图，如图。图仿真结果从图中可以看出，在时，稳定因子，功率管在整个带内部稳定。因此，必须添加稳定性措施。稳定措施单击工具栏中的，弹出对话框，选择的，然后选择电阻，将其添加到原理图上，如图所示，再选择将电容电容添加到原理图中。图选择电阻电容连接电路如图，双击电阻电容，在弹出的参数设置对话框中，将电阻值该为，将电容改为。重新仿真，结果如图所示，可以看出，说明功率管在需要工作的点已经稳定图添加稳定措施后的原理图图改善稳定性后的曲线加入偏置电路加入偏置电路后的原理图如图图加了偏置后的原理图。

4、虑的问题，这两个问题都有普遍意义。噪声在微波放大器的设计中是力求避免的，尽管在有的放大器的设计中不是主要考虑的技术参数，但也是性能优良为上，是放大器设计中值得重视的问题。微波放大器设计都要设计输入输出匹配电路，所以在本章后面对输入输也匹配网络的几种主要形式进行了研究。微波功率放大器的增益微波放大器增益包括实际功率增益资用功率增益传输功率增益。增益中的参数在晶体管这个二端口网络中的含义如图所示。实际功率增益其中是负载吸收功率，即实际到达负载的功率，是送进微波放大器输入端的功率，是负载反射系数，是功率管的参数，以下相同。从中可见实际功率增益只与功率管参数和负载阻抗有关，而与输入端口的匹配程度无关。应用式便于研究负载变化对功率放大器的影响。资用功率是放大器的输出资用功率，即在放大器的匹配。

5、稳定区划为阴影，这些值般是不应选用的。简而言之，在的情况下，圆将平面分成圆内外两部分，其中包含圆点的是稳定区，另部分是不稳定区。因此圆为稳定判别圆，有人称之为输入稳定判别圆，因为判断的是输入端口的稳定性也有人称之为输出稳定圆，因为它是输出负载平面上的个判别圆，用来确定对输出负载的正确选择。圆的圆心位置图中。存储数据窗口，默认名称为,扩展名为，该文件会存储在项目文件夹的目录中，而数据文件，即所有的文件和数据设定会存储在子目录中。偏置及稳定性分析原理图的建立单击选择，新建原理图文件，命名为图所示插入参数扫描模板。执行菜单选择，点击，如图所示。图创建新的原理图图选择参数扫描模板调出以及飞思卡尔识别空间，从元件面板中调出扼流电感和隔直电容，从元件模板中调出直流电压源，加入参数扫描控制器和端口，用导线连接好。从元件面板中跳出测量稳定引资的。

6、，结果如图所示。用鼠标左键双击功率圆蓝色和效率圆红色可以改变线条粗细，将和移到圆心，即分别为最高效率和最大功率处，再分别双击的标签，弹出对话框，将。改为。图仿真结果从仿真结果来看，最大效率是，最大功率是，而两个圆心不在块，综合所得到的结果，为了使效率与功率都接近最佳，我们选择作为在的输出阻抗。运用圆图进行匹配匹配电路的建立新建原理图并命名为，然后再元件面板列表中选择，从元件面板中调出匹控件，建立电路，如图所示。因为要求对输出阻抗共轭匹配，所以负载电阻为。图原理图执行菜单命令中的,弹出对话框，选择选项。点击进入史密斯圆图的匹配界面。将频率设置为，负载阻抗为，为。锁定阻抗后，将在史密斯圆图上出现个圆圈代表阻抗所在的位置，然后点击左边栏中的微带线以及电容标志，可以在圆图中绘制曲线，直到达到匹配点位置为止。如图所示。右上的图显示的是曲线，可以看。

7、因此，三个功率增益中若已知其中个，既可知另外两个。般情况下，表示两个端口都偏离共扼匹配，所以当共扼匹配时此时由以上分析可知值只与输出端匹配程度有关，而与输入端匹配程度无关。只与输入端有关而与输出端无关。只有同时与输入输出都有关。所以用表示增益比较全面，因此以来衡量放大器。微波晶体管放大器的稳定性上节求得的放大器增益不定都是可实现的，因为意味着放大器有内反馈，可能造成放大器不稳定。可以从放大器输入端口或输出端口是否等效有负阻来进行判断。如果放大器存在负阻，则有可能并非定产生自激震荡。假设放大器输入阻抗则输入端反射系数的模为可见当时，。输出端口类似。因此，当我们用参数法来分析放大器时，就从其输入端口或输出端口反射系数的模是否大于来判断晶体管放大器的稳定性。以下分。

8、的原理图仿真完成后在生成的数据显示窗口中写入以下函数仿真结果如图所示图未优化前的电路仿真结果其中，并不存在，需要在数据显示框中单击鼠标右键，选择里的，在里面选择这项，并在右边所示的框里双击个项，在里面添加个新的的函数即可以显示出结果来。从的图中可以看出，在输入功率为时功放的输出功率附加效率压缩点均不复合要求，增益也严重偏低。因此，必须对电路进行优化，以达到设计要求。优化输入输出匹配网络为了减小传输线因为带线宽窄不致带来的不连续性，加入里的个元件。但要注意的方向。在节点上连接个器件且微带很宽的地方加入元件，如图所示。在原理图中各器件都可以很好的按中心连接，但实际电路中是不可能的，要尽量根据实际情况搭建电路模型图元件和元件为了完善电源偏置电路，加入了更多的去耦电容。用鼠标双击所有的微带，进行如图所示的优化设置，需要注意的是，优化的范围要合理。

9、四部分进行讨论。当图所示负载反射系数改变时，网络输入端反射系数的变化情况如下可见与是分式线性变换关系其中。因此可以利用复数函数中保角映射的概念，如图所示。在平面上的单位圆映射到复平面上还是圆，称之为圆。圆将平面分成圆内区和圆外区两部分部分对应平面上的单位圆，另部分对应平面上单位圆外。由式可见，时，因此平面的原点和平面上的点互为映射点。如果晶体管参数，如图所示，点落在单位圆内则意味着在平面上由圆分界时，包含圆点的那部分正好对应单位圆内，输入端口不呈现负阻，放大器是稳定的。同时在平面上由圆分界的不包含圆点的那部分则对应圆外，输入端口呈现负阻，放大器不稳定。如图所示，圆外区域是稳定的，圆内区域是不稳定的。在无源负载的情况下，，因此在图中仅将单位圆内的不。

10、果从图中可以看出，放入实际元件后，参数有所恶化，但是很小，可以认为输出阻抗的匹配工作已经完成。在原理图窗口中，执行菜单命令中的，弹出对话框，选择,模板。单击出现名为的原理图，修改原理图，在功率管输出阻抗匹配电路，如图所示。图设置完成源阻抗匹配的电路按确定参数的方法调整好的范围后，进行仿真，计算得出输入阻抗的值为，如图所示。对输入阻抗进行共轭匹配，即匹配到。在史密斯圆图中进行同前面所述样的匹配，如图生成电路图，添加参数仿真控件与控件，如图所示用实际元件进行替换，然后进行仿真，结果如图所示，从仿真结果来看输入电阻匹配良好。图仿真结果图源阻抗的史密斯圆图匹配图完成匹配后的原理图图仿真结果电路优化设计谐波平衡仿真新建个原理图，在原理图框中建立图所示的原理图，在此采用谐波平衡仿真。设置漏极电压为，栅极电压为。工作频率为，扫描功率为。图谐波平衡仿真。

11、否则可能会得不到正确的结果。图微带线的优化设置双击输入输出匹配网络中的电容，选择优化设置如图图电容的优化加入如图所示的各种控件，并按图所示设定参数。基于软件的微波功率放大器的设计与仿真第章绪论微波功率放大器的应用与归类自从人们利用电磁波来传递信息以来，频率低端资源已经得到了较充分的开发，剩余空间很小另方面，频率高端具有些频率低端无法比拟或无法实现的特点或优点，比如微波毫米波能够穿透地球大气电离层，实现航天通信，所以开发频率高端具有现实意义。频率高端中的微波是目前应用的重点。这导致了微波有源电路研制的繁荣。在几乎所有的微波系统中，都离不开对信号的放大，所以微波放大器在有源电路中占据了突出的位置。微波功率放大器在微波领域应用比较广泛，比如在雷达通信导航卫星地面站电子对抗设备中都需要它。如在有源相控阵雷达中，微波功率放大器就扮演着重要的角色。。

12、出匹配良好，右下角的显示的是匹配电路。图使用史密斯圆图进行阻抗匹配单击，将电路生成至元件。回到原理图，选择元件，然后单击图标可以查看具体的匹配电路，如图所示图生成的输出匹配电路的输出输入口均由最大为的电极组成，所以，为了更好的匹配及方便焊接，该功率管的输入输出微带应该比电极大。为节约尺寸，采用分立件和微带混合的方式匹配。从成本考虑，介质基片采用的厚的环氧玻纤板。微带线的电角度与电阻值，长度与宽度，这两组数据知道任意组都可以计算出另组数据。执行菜单命令，选择，就可以再此计算微带。如图所示图的微带的计算添加参数仿真控件，与控件，对原理图进行仿真，观察,的参数，可以发现匹配已经良好。图图完成匹配的原理图用实际元件替换输出匹配电路将原理图中的微带线用实际微带线替代，电容用库里所带的电容进行替换，然后再次进行仿真。结果如图图添加实际元件后的仿真结。

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