该教程涉及射频功率放大器的设计与仿真。

简介：
近年来，伴随着无线通信技术的飞速发展，现代通讯系统对发射机的性能要求日益提升。射频功率放大器作为发射机不可或缺的关键组成部分，对发射机系统的各项性能指标至关重要。该放大器在整个无线通信系统中扮演着核心角色，其输出功率直接决定了通信的传输距离，而其效率则影响着电池的耗电量以及使用时长。因此，设计出性能指标卓越的射频功率放大器具有极其重要的意义。本文运用ADS仿真软件强大的模拟能力，对晶体管进行了精确建模与仿真，在此基础上对晶体管的稳定性进行了深入分析。此外，我们采用了负载牵引法并结合Smith圆图，对输入输出阻抗匹配电路进行了精细的仿真优化设计。 论文的主要研究内容如下：首先，从射频功率放大器的物理结构入手，深入分析了非线性特性的产生及其对通信系统的潜在影响；进一步讨论了功率放大器的非线性分析模型，包括幂级数分析模型、Volterra级数分析模型和谐波平衡分析模型，并简要阐述了各模型的特点和优势。最后总结出谐波平衡分析法的优点，并强调其在射频功率放大器大信号非线性分析中的适用性。其次，对射频功率放大器的偏置和匹配电路设计中的关键问题进行了详细的剖析与比较；对比了有源和无源偏置网络的优缺点；同时探讨了输入、输出匹配电路以及级间匹配电路设计的重点难点。此外还介绍了负载牵引设计方法——一种基于功率管大信号模型的仿真技术，用于确定输出和输入的阻抗值。 最后, 在射频功率放大器的设计过程中, 主要依赖于ADS软件进行辅助分析与设计工作. 通过充分利用软件强大的功能, 成功地替代了传统设计中大量需要人工进行的计算过程, 显著提升了整体的工作效率. 仿真结果表明, 设计目标均得到了有效达成, 充分验证了ADS仿真软件在射频功率放大电路设计领域中的实用价值和卓越性能, 并为后续更深入的研究提供了坚实的基础.