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本文基于Agilent公司ADS射频仿真软件,设计了一款用于某雷达发射机系统的L波段脉冲功率放大器组件,其外形尺寸为124×45×25mm,工作频率范围在960~1225MHz,输入功率为0?3dBm,平均输出功率为25W,放大器工作在脉冲模式,占空比为10%。论文首先阐述了射频功率放大器的理论基础,包括放大器种类、S参数、主要性能指标等。然后对脉冲功率放大器的主要设计内容:稳定性分析、匹配网络、偏置电路、脉冲供电技术进行介绍与分析。文章重点描述了脉冲功率放大器的设计过程。功放系统由放大链路和供电模块两大模块组成。放大链路由四级放大器级联而成,各级放大电路由其偏置电路和匹配网络组成;供电模块是一些低频电路,为放大器提供供电脉冲。本课题根据对末级功放管的不同选择,对系统进行了两种方案的设计。放大链路的前三级放大器芯片均工作在不饱和状态,采用小信号S参数的方法进行匹配电路设计。末级放大器芯片有两个选择:一是LDMOS功放管,工作在大信号饱和状态,采用负载牵引法进行匹配电路设计;二是内匹配的GaN功放管。单级功放的设计完成后,在前三个放大器芯片的输入匹配电路前端分别加上电阻衰减网络衰掉多余的增益,第四级放大器输出匹配网络后面加上隔离器防止失配负载造成大驻波损坏功放管。前三级放大器的供电模块由DC-DC电路和5V电源调制电路组成;末级LDMOS功放管供电电路主要由DC-DC电路(产生正栅压)及50V电源调制电路组成;而GaN功放管供电电路由DC-DC电路(产生负栅压)、温度补偿电路、上电时序电路及50V电源调制电路组成。最后,设计了功放系统的PCB版图和腔体结构。为了满足外形尺寸小型化的设计要求,本文最后选择GaN作为末级功放管。功放组件在机械结构设计上采用了三层腔体结构,上层腔体放置末级功放链路和温度补偿电路及环形隔离器,中间层腔体放置系统供电模块,下层腔体放置前三级放大链路。