高效率連續(xù)F類功率放大器及SIW背腔陣列天線的研究.pdf

1、本文介紹了寬帶高效率連續(xù)F類射頻功放的技術(shù)，并設(shè)計了工作于1.1-1.7GHz北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頻段的射頻功率放大器。同時，為了滿足消費(fèi)者對高速率、大容量傳輸?shù)男枨?，采用低溫共燒陶瓷（LTCC）工藝，設(shè)計了一款工作于60GHz基于基片集成波導(dǎo)（SIW）的背腔陣列天線。SIW不僅保持了傳統(tǒng)金屬波導(dǎo)的高品質(zhì)因數(shù)、低插損、低輻射等特性，還具有低剖面、低成本、易于與平面電路集成等優(yōu)點(diǎn)。
　　本研究在閱讀了大量文獻(xiàn)資料基礎(chǔ)上，整理了近幾年來國

2、內(nèi)外寬帶高效率連續(xù)F類的研究成果。同時歸納總結(jié)了國內(nèi)外基片集成波導(dǎo)背腔天線的研究情況，并對毫米波天線的發(fā)展趨勢有一定了解。介紹了射頻放大器的功率晶體管、性能指標(biāo)和開關(guān)類功率放大器的基礎(chǔ)知識。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，整理了目前設(shè)計寬帶高效率連續(xù)F類射頻功放的方法，并對輸出非線性電容對連續(xù)F類功放的效率影響進(jìn)行了簡單的分析。使用ADS軟件設(shè)計了工作于1.1-1.7GHz北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頻段的寬帶高效率射頻功率放大器。采用Cree半導(dǎo)體公司的

3、GaN HEMT晶體管CGH40010F，柵極電壓為-2.7 V，漏極電壓為28V。實(shí)測結(jié)果滿足在工作頻帶內(nèi)漏極效率平均65％以上設(shè)計目標(biāo)。介紹了天線的參數(shù)指標(biāo)、微帶饋電、基片集成波導(dǎo)（SIW）和低溫共燒陶瓷（LTCC）工藝。然后使用HFSS軟件設(shè)計了一款帶寬在5GHz的基片集成波導(dǎo)的背腔陣列天線。仿真結(jié)果2x2形式陣列在56.57GHz~62.13GHz范圍內(nèi)，回波損耗S11＜-15dB，增益達(dá)到10.9dBi；4x4形式陣列在57.