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3.2 仿真結(jié)果
本文的仿真中放大器的中心頻率選為2.43 GHz,帶寬為10 MHz,系統(tǒng)的特性阻抗為50 Ω。采用單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò),微帶線基板的厚度為O.8 mm,基板的相對(duì)介電常數(shù)為4.3,基板的相對(duì)磁導(dǎo)率為1,基板的損耗角正切為O.001,微帶線導(dǎo)體層的厚度為O.03 mm,導(dǎo)體的電導(dǎo)率為5.88×107,微帶線表面粗糙度為0 mm。同時(shí),添加輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò),對(duì)放大器的參數(shù)進(jìn)行仿真,本文給出了幾組仿真曲線。
放大器輸入反射系數(shù)dB(S11)-freq的曲線如圖2(a)所示,放大器輸出反射系數(shù)dB(S22)-freq的曲線見圖2(b),圖2中標(biāo)記m1和m4所在的曲線給出了放大器第一種狀態(tài);標(biāo)記m2和m5所在的曲線給出了放大器第二種狀態(tài);標(biāo)記m3和m6所在的曲線給出了放大器第三種狀態(tài)。由圖2可以看出,放大器的第一種狀態(tài)輸入和輸出端匹配狀態(tài)最好,第三種狀態(tài)輸入和輸出端匹配狀態(tài)最差。
放大器增益dB(S21)-freq曲線如圖3所示,標(biāo)記m7所在的增益曲線對(duì)應(yīng)圖2的第一種狀態(tài);標(biāo)記m8所在的增益曲線對(duì)應(yīng)圖2的第二種狀態(tài);標(biāo)記m9所在的增益曲線對(duì)應(yīng)圖2的第三種狀態(tài)。由圖可以看出,放大器第一種狀態(tài)的增益最大,第三種狀態(tài)的增益最小,也即輸入和輸出端駐波比狀態(tài)越好,增益越大。
放大器反向隔離dB(S12)-freq曲線如圖4所示,標(biāo)記m10所在的隔離曲線對(duì)應(yīng)圖2的第一種狀態(tài);標(biāo)記m11所在的隔離曲線對(duì)應(yīng)圖2的第二種狀態(tài);標(biāo)記m12所在的隔離曲線對(duì)應(yīng)圖2的第三種狀態(tài)。由圖可以看出,該放大器的隔離良好,輸入和輸出端的駐波比狀態(tài)越差,隔離越好。
放大器噪聲系數(shù)nf-freq曲線如圖5所示,標(biāo)記m13所在的噪聲系數(shù)曲線對(duì)應(yīng)圖2的第一種狀態(tài);標(biāo)記m14所在的噪聲系數(shù)曲線對(duì)應(yīng)圖2的第二種狀態(tài);標(biāo)記m15所在的噪聲系數(shù)曲線對(duì)應(yīng)圖2的第三種狀態(tài)。由圖可以看出,噪聲系數(shù)受到反射系數(shù)的影響,反射系數(shù)越小,噪聲系數(shù)越大。
4 結(jié)語
本文基于復(fù)平面圓圖提出了一種小信號(hào)時(shí)射頻放大器的分配方案,分析了射頻放大器的特性,給出了增益、駐波比和噪聲系數(shù)單項(xiàng)參數(shù)達(dá)到最優(yōu)的條件,提出了一種參數(shù)分配方法。仿真結(jié)果表明,輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)可以帶來等效增益,駐波比越小,增益越大,隨駐波比的減小,噪聲系數(shù)增大,在失配受限時(shí),減小增益會(huì)降低噪聲系數(shù)。本文提出的分配方案是非常實(shí)際的問題,并可為其他射頻放大器設(shè)計(jì)提供參考。
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