电子科技大学 硕士学位论文 高功率S波段LDMOS FET功率放大器的研究 姓名：张剑 申请学位级别：硕士 专业：电子科学与技术 指导教师：李家胤;文光俊 电子科技大掌硕士论文 摘要 固态PA具有工作电压低小尺寸，高线性度低噪声，高效率寿命长以 及高可靠性等优点，已经十分广泛应用在移动通信、雷达、干扰、识别等射频／ 微波／毫米波系统之中 第三代移动通信(3G)技术是当前国际通信领域的热点。iSuppli在报告中预 计2005年3G设备将占无线运营商资金投入的大部汾到2007年将占到100％， 到2009年3G带来的市场高达380亿美元以上具有十分广阔的市场前景…。3G 技术需将复合调制的多载波信号发射出去从而对RF／微波PA性能提出了更高 的挑战，以满足带宽、输出功率、效率和输出失真度的应用要求3G移动通信 2．3GHz百瓦级微波固态功率放大器在民用上可鼡于通信发射机(WCDMA、 TD—SCDMA)，远距离高容量通信基地、微波转发器等：军事上可以以此为基础 开发出s波段上的1KW～10KW连续波雷达微波固态功率放大系统，应用于发射机 本论文重点研制百瓦级s波段高功率微波固态功率放大器。对高功率微波固 态功放的关键技术如宽带匹配技术、功率匼成技术进行了讨论分析采用理论分 析与射频电路仿真软件相结合的方法，设计出一个基于LDMOSFET的S波段180W 两级固态功率放大模块包括功分／匼成设计考虑，180W功率放大器设计和40W 驱动功率放大电路这些工作为下一步千瓦级固态功率放大系统的设计与研制奠 定了基础。 设计的末级180W功率放大器仿真结果表明在频率范围为2．O～2．3GHz增益 加效率达60％。 设计的40W驱动功率放大器仿真结果表明在频率范围为2．O～2．3GHz频带内 45dBc，具囿较好的线性性能 设计的两级功率放大模块仿真结果表明在频率范围为2．O～2．3GBz频带内， 电子科技大掌硕-a：-论文 输出功率为40dBm时三阶交调系数小于一43dBc。饱和输出功率最高可以达到 53．6dBm功率附加效率大于40％。 经过初步调试40W功率放大器具有14．8dB的增益，频率范围约为1．8～ 2．2GHz增益平坦度较好，性能稳定有利于进行下一步工作。 本文针对微波固态功率放大器进行了热设计经过研究热设计的基本原理， 采用理论計算和Ansys软件仿真提出了强迫风冷的具体热设计方案，设计出了 散热能力可达1KW的散热器进行了热阻分析，风机讨论冷板设计及风道考慮。 同时此系统具有兼容性，通过优化可以进一步提高散热能力，保证系统稳定 工作 本论文的主要工作在于对高功率S波段微波固态功率放大器的实现进行较为 全面地研究，同时实际加工制作装配及调试测量。这些研究工作在强辐射重点 实验室还是第一次为促进固態一真空器件技术的有机结合作了重要性起步工作。 本文采用LDMOSFET通过优化分析和设计，使功放的性能指标有了较大突破； 所设计的s波段180WLDMOSFET功率放大器既能应用于3G基站又可以作 为单元功率放大模块，通过径向功率合成实现1～10KW连续波雷达固态功率放大系 统；同时提出了一种新的熱设计结构其具有一定的优越性，经过进一步优化 可以为千瓦级的功率放大系统提供散热。 关键词：功放高功率微波热设计冷板 固态功放(SSPA) ¨ 电子科技大学硕士论文 Abstract Solid—state