-射頻電路基礎(chǔ)-PPT課件

1、射頻電路基礎(chǔ)2019年10月7/22/20221第二部分 有源器件和微波放大器一、微波有源器件二、等效網(wǎng)絡(luò)與S參數(shù)三、匹配電路四、微波放大器7/22/20222一、微波有源器件1、高頻BJT2、MESFET3、HEMT7/22/202231、高頻BJT叉指結(jié)構(gòu)7/22/20224BJT的偏置和輸入輸出特性7/22/20225過渡（特征）頻率與集電極電流的關(guān)系7/22/20226溫度特性7/22/20227溫度特性7/22/20228溫度特性7/22/20229熱等效電路7/22/202210大信號(hào)模型7/22/202211小信號(hào)混合模型7/22/202212小信號(hào)模型7/22/2022132、

2、MESFET7/22/202214轉(zhuǎn)移和輸出特性7/22/202215最大輸出特性7/22/202216電路模型7/22/202217小信號(hào)模型7/22/2022183、HEMT器件7/22/202219輸出特性7/22/202220二、等效網(wǎng)絡(luò)與S參數(shù)1、等效網(wǎng)絡(luò)參數(shù)2、S參數(shù)3、微波器件的S參數(shù)7/22/2022211、等效網(wǎng)絡(luò)參數(shù)Z、S外部等效參數(shù)： 變量：電壓、電流 參數(shù)：阻抗、導(dǎo)納7/22/202222Y參數(shù)7/22/202223S參數(shù)S參數(shù)的變量：入射波、反射波電路參數(shù)：反射系數(shù)入(反)射波表示入(反)射電壓電流除特性阻抗的平方根反射系數(shù)表示反射波除入射波7/22/202224S參

3、數(shù)與Z參數(shù)的關(guān)系7/22/202225S矩陣定義注意：a1=0 或 a2=0 表示另一口沒有反射波進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，即匹配條件。S參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)：特別適合于計(jì)算微波的匹配問題，波長與電路長度相當(dāng)； 因?yàn)樵趥鬏斁€上阻抗是變化的，而反射系數(shù)是不變的； 通常微波器件給出S參數(shù)。7/22/202226例3dB衰減器二端50匹配S11S2207/22/202227Z參數(shù)與S參數(shù)的轉(zhuǎn)換7/22/2022287/22/202229S參數(shù)的測(cè)量7/22/2022302、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)當(dāng)接入ZL時(shí)，Z1Zs或接入Zs時(shí)，Z2ZL7/22/202231分立元件匹配網(wǎng)絡(luò)的8種電路結(jié)構(gòu)7/22/202232例：設(shè)計(jì)L型匹配網(wǎng)絡(luò)的解

4、析方法設(shè)發(fā)射機(jī)輸出阻抗和天線輸入阻抗為采用LC匹配網(wǎng)絡(luò)如圖，匹配方法是當(dāng)接上ZT時(shí)，ZMZA7/22/2022337/22/202234匹配禁區(qū)、頻率響應(yīng)以及品質(zhì)因素匹配禁區(qū)：二個(gè)元件的L型匹配網(wǎng)絡(luò)不能匹配任意阻抗， 要根據(jù)阻抗比決定。8種電路中二種以上可用。頻率響應(yīng)：分為高通或低通，如圖示。7/22/202235頻率響應(yīng)7/22/202236品質(zhì)因素有載品質(zhì)因素：f=1GHzCT包括了負(fù)載電容成分7/22/202237不同匹配電路的頻率響應(yīng)7/22/202238T型和型匹配網(wǎng)絡(luò) 采用三元件的匹配電路，可以匹配任何阻抗值，其分析方法、頻率響應(yīng)與兩元件類似。 基本形式有二種T型或型。7/22/2

5、02239T型和型匹配網(wǎng)絡(luò)7/22/2022403、微波放大器（1）微波放大器的主要指標(biāo)增益及增益平坦度（dB）工作頻率及帶寬（單位：Hz）輸出功率（單位：dBm）直流輸入功率（單位：V和A）輸入輸出反射系數(shù)（VSWR）噪聲系數(shù)（dB）7/22/202241放大器設(shè)計(jì)要點(diǎn)頻率特性與匹配特性；輸出功率；噪聲系數(shù)：LNA器件的選擇：頻率、功率、增益、噪聲。匹配電路的設(shè)計(jì)（頻率、匹配特性，線性電路）線性設(shè)計(jì)，器件性能線性化（非線性電路）噪聲系數(shù)，器件性能噪聲匹配（線性電路）7/22/202242（2）放大器的等效電路匹配設(shè)計(jì)7/22/202243（3）放大器的級(jí)聯(lián)當(dāng)一級(jí)放大器的增益不夠時(shí)，采用多級(jí)級(jí)聯(lián)。要注意：每級(jí)間的匹配，頻率響應(yīng) 滿足線性要求； 7/22/202244（4）、放大器的輸出功率與線性7/22/202245三階交調(diào)與1dB壓縮點(diǎn)的關(guān)系7/22/202246非線性的測(cè)量：交調(diào)特性放大器的三階交調(diào)