射頻電路基礎(chǔ)課件

射頻電路基礎(chǔ)2003年10月1/16/20231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1/16/20232一、微波有源器件1、高頻BJT2、MESFET3、HEMT1/16/20233BJT的偏置和輸入輸出特性1/16/20235過渡（特征）頻率與集電極電流的關(guān)系1/16/20236溫度特性1/16/20237溫度特性1/16/20239熱等效電路1/16/202310大信號(hào)模型1/16/202311小信號(hào)模型1/16/2023132、MESFET1/16/202314轉(zhuǎn)移和輸出特性1/16/202315電路模型1/16/202317小信號(hào)模型1/16/2023183、HEMT器件1/16/202319二、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)1/16/2023211、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1/16/202322Y參數(shù)1/16/202323S參數(shù)與Z參數(shù)的關(guān)系1/16/202325S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(zhǎng)與電路長(zhǎng)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)。1/16/202326例3dB衰減器二端50Ω匹配S11＝S22＝01/16/2023271/16/202329S參數(shù)的測(cè)量1/16/2023302、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)當(dāng)接入ZL時(shí)，Z1＝Zs或接入Zs時(shí)，Z2＝ZL1/16/202331分立元件匹配網(wǎng)絡(luò)的8種電路結(jié)構(gòu)1/16/202332例：設(shè)計(jì)L型匹配網(wǎng)絡(luò)的解析方法設(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)，ZM＝ZA1/16/2023331/16/202334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。1/16/202335頻率響應(yīng)1/16/202336品質(zhì)因素有載品質(zhì)因素：f=1GHzCT包括了負(fù)載電容成分1/16/202337不同匹配電路的頻率響應(yīng)1/16/202338T型和π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π型。1/16/202339T型和π型匹配網(wǎng)絡(luò)1/16/2023403、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）1/16/202341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）1/16/202342（2）放大器的等效電路

匹配設(shè)計(jì)1/16/202343（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；

1/16/202344（4）、放大器的輸出功率與線性1/16/202345三階交調(diào)與1dB壓縮點(diǎn)的關(guān)系1/16/202346非線性的測(cè)量：交調(diào)特性放大器的三階交調(diào)：1/