微波等离子体光源(Light Emitting Plasma,简称LEP)是一种由微波驱动的具有连续光谱的新型光源,诞生于上世纪九十年代。具有高效、节能、光谱连续近似自然光等优点,光效高达115-150lm/w。新型LEP光源以固体微波功率源模块提供微波能,微波功率源模块主要包括:扫频源、可变增益微波放大链路、耦合检波部分和控制部分。本文主要研究用于微波等离子体光源的可调增益射频功率放大器,是可变增益微波放大链路中的前级部分,主要包括预驱动级、驱动级和电可调衰减器三部分,其主要为最后的末极放大器提供相应功率的输入信号,并根据反馈回路要求对输出功率进行自动调节。具体技术指标为:工作带宽420MHz~470MHz,输出功率大于30dBm,增益大于30dB,衰减量调节范围大于10dB。本文从电路设计和板图方面对射频功率放大器进行了详细的分析,给出了射频功率放大器的一般设计方法;利用ADS软件仿真了功率放大器的稳定性、偏置电路、输入输出匹配电路,分别进行了小信号S参数仿真和大信号谐波平衡仿真;分析了电调衰减器的工作原理,仿真了电调衰减器在所用频率下的性能参数;使用Protel99软件布线设计板图。使用AutoCAD2004软件设计了结构件。最后对本文设计的功率放大器进行了实际加工,并分模块调试了电源部分、预驱动级、驱动级和电可调衰减器,在各模块满足设计指标后对整体系统进行了测试。其中,电源部分需要五路电源,本文利用电源稳压芯片为其中的四路供电,另外一路单独供电;预驱动级部分,输出功率为3W时,功率增益约为15.8dB,输出功率4W时,功率增益约为14.3dB;驱动级部分,小信号增益较为平坦为20dB左右。输入功率超过-1dBm增益压缩较为明显,这与驱动放大器18.5dBm的P1dB一致,输入功率增大到3dBm时,增益压缩超过2dB,增益约为17.7dB;电可调衰减器部分,衰减电压分别选择0V和20V,衰减量分别为15.2dB和3.0dB。最终整体系统的测试结果表明:在工作频带范围内,输入功率为0dBm时,输出功率均大于32.5dBm,增益大于32.5dB,衰减量调节范围大于12.2dB,系统满足设计要求。