MRF284在功率放大器中的仿真设计与实现

　　仿真结果表明，在实际使用的1.4 GHz到1.8 GHz频段内，MRF284的输出功率可达到45 dBm，效率大于40%，三阶互调分量输出在间隔为5 MHz的等幅双频单音信号，单音信号功率为35 dBm时，三阶互调可达40 dBc，能够满足使用要求。

　　3.3 功率放大器的电路设计与布局

　　在一个宽裕的空间中，放大器的电路设计与布局对线性和效率影响不会太大，但是在狭小的有限空间中，电路设计与布局有时甚至起到决定性的影响。本案设计中，由于频率较高，即使使用高频的高品质因素集中参数电容器也会带来严重的耗散损失，在这种情况下，必须使用较大面积的分布参数匹配，而空间大小在这种情况下就显得尤为重要。因此，在小空间的电路设计中，采用高介电常数的介质材料可以减小分布参数匹配块的体积。其次通过优化内部空间的布局和隔离、压缩电源板尺寸来增大放大电路的空间。最后通过仿真，在同等性能的条件下选择拓扑尺寸小的匹配形式。

　　3.4 带偏置线的线性仿真

　　实际功率放大器中，源和负载端的电源偏置电路对整个放大电路是有影响的，电源偏置电路滤波不好，主信号就会通过偏置线路泄漏和反射，考虑了源和负载的影响后，放大器的匹配网络原理如图6所示。

　　对于任何功率放大器设计，匹配电路的性能都是关键。匹配网络是用来实现阻抗变化的，对于功率放大器，匹配电路的性能影响传送到输出端的功率大小，以及它的增益、功耗和噪声。因此，功率放大器匹配网络的设计是性能达到最优的关键。在设计过程中，有一个问题常常为人们所忽视，那就是输出匹配电路的功率损耗。这些功率损耗出现在匹配网络的电容器、电感器，以及其他耗能元件中。功率损耗会降低功率放大器的工作效率及功率输出能力。因为输出匹配电路并不是一个50Ω的元件，所以耗散损失与传输增益有很大的区别。

　　通过运用先进的ADS仿真平台，我们可以在电路实现之前评估方案的好坏，并且在各个关键指标之间设法取一个折中。以这种方式，我们不但能够实现最优的方案，而且可以通过仿真来分析功率损耗等棘手的难题。图7是对匹配电路的仿真结果。

　　图6 放大器的匹配网络原理图

　　图7 功率放大器的输出仿真结果

　　图8 实物照片

　　4 实测结果

　　仿真电路进行微带转换后制作在介电常数ε=9.6，厚度h=0.8mm的复合介质片上。简单调试后进行测试，功率放大器在实际使用的1.4 GHz到1.8GHz频段内，输出功率为43dBm，三阶互调分量输出在间隔为5 MHz的等幅双频单音信号，单音信号功率为35dBm时，三阶互调为38dBc，与仿真结果基本吻合，多台功放微带电路的一致性也很好，各项指标均能满足使用要求。