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基于ADS的宽带Doherty放大器仿真与版图设计

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简介：
本研究聚焦于基于ADS软件的宽带Doherty放大器仿真和版图设计，旨在优化其性能，实现高效功率放大。通过详细的电路仿真和布局优化，探索提高增益、效率及带宽的方法。 设计指标如下：频率范围为2.3-3.5GHz；带宽1.2GHz；饱和增益8-11.7dB；回退增益设定为11dB；饱和效率超过60%；回退效率高于40%。 参考的设计流程请参阅相关文献。

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  • 基于ADS的宽带Doherty放大器仿真与版图设计
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    本研究聚焦于基于ADS软件的宽带Doherty放大器仿真和版图设计，旨在优化其性能，实现高效功率放大。通过详细的电路仿真和布局优化，探索提高增益、效率及带宽的方法。 设计指标如下：频率范围为2.3-3.5GHz；带宽1.2GHz；饱和增益8-11.7dB；回退增益设定为11dB；饱和效率超过60%；回退效率高于40%。 参考的设计流程请参阅相关文献。
     
  • 基于ADS仿真的宽带对称式高回退Doherty放大器设计（含版图源文件）
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    本项目专注于宽带对称式高回退Doherty放大器的设计与优化，利用ADS仿真软件进行电路性能分析，并提供完整的版图源文件。 频率范围为1.8-2.2GHz的系统具有0.4GHz带宽，并且饱和增益在7.5至9dB之间。回退增益设定为11dB，而饱和效率超过65%，回退效率则高于40%。此外，该设计还采用了9dB的回退DB数。 详细的设计介绍可以在相关博客文章中找到。
     
  • 基于ADS的宽带低噪声放大器仿真与设计
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    本研究聚焦于利用ADS软件进行宽带低噪声放大器的设计和仿真工作，力求优化电路性能，缩小理论分析与实际设计之间的差距。 0 引言 低噪声放大器（low noise amplifier, LNA）是射频接收机前端的关键组件之一。其主要功能在于增强接收到的微弱信号，并确保足够的增益以克服后续电路如混频器产生的噪声，同时尽量减少附加噪声的影响。LNA通常通过传输线直接与天线或滤波器相连，在整个接收系统中占据重要地位，因此它抑制噪声的能力直接影响到系统的整体性能。 为了满足日益严格的指标要求，现代的低噪声放大器不仅需要具备极小的噪声系数和较高的功率增益，还需要拥有较宽的工作带宽以及在指定频段内的良好增益平坦度。本段落采用微波设计领域的ADS软件，并结合LNA的设计理论，利用S参数来开发一种结构简单且性能优秀的低噪声放大器。
     
  • 低噪声宽带放大器的ADS仿真与设计
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    本论文专注于利用ADS软件对低噪声宽带放大器进行仿真和优化设计，力求在宽频带条件下实现信号的高效放大及传输。 低噪声放大器（LNA）是射频接收机前端的关键组件。它的主要功能是对接收到的微弱信号进行放大，以确保足够的增益来克服后续各级如混频器等元件中的噪声，并尽量减少附加噪声的影响。本段落将重点介绍宽带低噪声放大器在ADS软件上的仿真设计方法。
     
  • 基于ADS仿真技术的宽带低噪声放大器设计
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    本研究采用ADS仿真软件，针对宽带低噪声放大器进行优化设计，旨在提高其在无线通信系统中的性能和稳定性。 低噪声放大器（LNA）在现代微波通信、雷达及电子战系统中扮演着关键角色。它位于接收系统的前端，负责对天线接收到的微弱射频信号进行线性放大，并抑制各种噪声干扰以提高整个系统的灵敏度。由于其特殊的位置和功能，LNA的设计直接影响到接收系统的性能指标。 目前主流技术采用单片微波集成电路（MMIC），将所有有源器件如双极晶体管或场效应晶体管以及无源元件如电阻器、电感器、电容器及传输线等集成在一块半导体晶圆上。这种设计方法可以实现低噪声放大功能，并且具有体积小、重量轻、成本低廉和可靠性高的优点。 本段落将介绍一种宽带低噪声放大器的设计策略，首先根据性能需求选择合适的方案进行开发。
     
  • 基于ADS仿真技术的宽带低噪声放大器设计
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    本研究采用ADS仿真软件，探讨并实现了一种高性能宽带低噪声放大器的设计方法，旨在优化其噪声系数和增益带宽特性。 本段落探讨了一种增强型E-PHEMT管的宽带低噪声放大器设计，并详细介绍了设计流程与方法。通过充分利用ADS仿真软件的各项功能对低噪声放大器进行优化设计，省去了复杂的理论分析计算步骤，大大简化了设计过程，提高了工作效率。这一方法对于低噪声放大器的CAD设计具有重要的现实意义。
     
  • 基于ADS仿真技术的宽带低噪声放大器设计
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    本研究采用先进的ADS仿真软件进行宽带低噪声放大器的设计与优化，旨在提升信号接收系统的性能。 低噪声放大器（LNA）是现代微波通信、雷达及电子战系统中的关键组件，它位于接收系统的前端，负责对天线接收到的微弱射频信号进行线性放大，并抑制各种噪声干扰以提高系统灵敏度。由于其在接收系统中独特的地位和功能，LNA的设计对于整个接收系统的性能指标至关重要。 目前，低噪声放大器主要采用单片微波集成电路（MMIC）技术制造。这种技术将所有有源器件（例如双极晶体管或场效应晶体管）以及无源元件（如电阻、电感、电容和传输线等）集成在同一块半导体晶圆上，从而实现低噪声放大功能。采用此方法制成的LNA具有尺寸小、重量轻、成本低廉及可靠性高的特点。
     
  • 基于ADS的双输入宽带混合Doherty-Outphasing功率放大器设计(2021.02 MTT)
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    本文提出了一种结合Doherty与Outphasing技术的新型双输入宽带功率放大器设计，采用先进的ADS软件进行仿真优化，于2021年2月在MTT会议上发表。 在输出功率为43dBm的情况下，在1.4GHz到2.5GHz的频率范围内，效率可达60%至70%，增益范围是7.1-10.6dB。右图展示了在这个频段内效率随输出功率变化的情况，显示饱和效率介于60%-78%之间，而饱和功率则位于42dBm到44dBm区间（默认以43dBm为饱和点进行解释）。当回退3dB时的效率范围是60%-73%，若进一步回退至6dB，则效率会降至51%-60%。
     
  • X波段宽带低噪声放大器的ADS仿真与设计
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    本文介绍了基于ADS软件对X波段宽带低噪声放大器进行仿真和优化的设计过程，详细探讨了电路结构、参数选择及性能测试方法。 在现代无线通信系统中，低噪声放大器（Low Noise Amplifier, LNA）扮演着至关重要的角色，它直接影响信号接收的质量和系统的整体性能。本段落重点介绍了一种X波段宽带低噪声放大器的设计，并采用NEC公司的NE3210S01（Heterojunction Field Effect Transistor, HJFET）作为核心元件。设计过程利用了Advanced Design System (ADS) 软件进行优化和仿真，以达到理想的性能指标。 该LNA的工作频段设定在10~13 GHz范围内，要求在此区间内保持稳定的增益和噪声系数。具体而言，其目标是实现小于1.8 dB的噪声系数、25.4 dB的增益以及不超过0.3 dB的增益平坦度，并且输入驻波比需低于2，输出驻波比应控制在1.6以下。 设计过程中，首先进行了稳定性分析。计算结果显示NE3210S01管子在整个频带内并不绝对稳定。为了改善这一情况，在第一级放大器的漏极串联了一个10 Ω电阻来提高其稳定性，并且对增益的影响较小。此外，还采用了源极串联负反馈和漏极与栅极之间的并联负反馈等方法以防止高频段内的不稳定现象。 在输入匹配电路的设计中，为了优化噪声系数同时保持良好的输入驻波比，采用了一种微带阻抗变换型匹配法。这种方法既能有效降低噪声系数又不会显著影响增益值和驻波比指标。 对于级间匹配部分，则通过精心设计确保前后级之间的共轭匹配以达到最大化的增益与输出平坦度目标。这里使用了四节微带线，并调整其尺寸参数来进一步改善输出的平坦特性。在高频段，传统的隔直电容不再适用，因此改用λ/4耦合微带线作为替代方案。 最终，在ADS软件的帮助下完成了整个设计和优化过程后，所得到的X波段宽带低噪声放大器成功地实现了预期的技术指标：10~13 GHz频段内25.4 dB+0.3 dB增益、小于1.8 dB的噪声系数以及输入输出驻波比分别低于2和1.6。这表明该设计具有良好的性能表现。 总结而言，X波段宽带低噪声放大器的设计成功依赖于合理选择高性能半导体材料（如GaAsFET）、精心布局匹配电路以确保稳定性和利用高级仿真软件进行细致优化等关键步骤的综合应用。
     
  • 基于ADS平台的不对称Doherty功率放大器仿真设计
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    本研究基于ADS平台，对不对称Doherty功率放大器进行详细仿真与优化设计，旨在提升其效率和线性度。 基于ADS仿真平台，选用飞思卡尔的MRF6S21140H功放管设计了一款工作在2.14 GHz频段WCDMA基站的不对称功率驱动的Doherty功率放大器。