仅采用S参数进行谐波平衡仿真的PA功率放大器-微波杂志.PDF

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仅采用S参数进行谐波平衡仿真的PA功率放大器-微波杂志

Technical Feature 技术文章 仅采用S参数进行谐波平衡仿真的PA (功率放大器)设计 PA Design Using Harmonic Balance Simulation With Only S-parameters 作者:Ivan Boshnakov 微波设计工程师 普遍观点认为,单独S 参数结合谐波平衡(HB)无法仿真出晶体管的功率性能。本 文采用HB 仿真,描述了一种设计和仿真放大器最大功率的方法,而此时可用的数据只有 晶体管的S 参数。当非线性晶体管模型无法获得时,这种方法具有广泛应用性。即便存在 非线性模型时,它也非常有益。 这里描述的放大器设计方法是Steve 学原理应用到通用线性模仿器中,“目前大多 Cripps 负载线方法的一种扩展,它是对 数设备计算噪声系数一样的方法2”。他还说 Pieter Abrie 首次引入的功率参数的扩展。这 明,“稍微改进一下使用”,当多级设计和潜在 些技术可以用来产生有用的近似,允许对没 的其它放大器有反馈时,这一方法可以应用。 有非线性模型的晶体管进行HB 仿真。本文 不幸的是,他的方法从未在任何通用模拟器 是2013 年4 月发表在ARMMS 上的一篇文章 中得以实现。但是,它以一种更为先进的方 的续篇。 式,在Pieter Abrie 研发的专用MultiMatch 放 Cripps 最初的文章发表在 1983 年,当时 大器设计向导(MultiMatch Amplifier Design HB 仿真还没有使用,负载拉移测量只是确定 Wizard )中得以实现。Abrie 在他的著作中提 设备特性时的可选项。Cripps 的文章发表时, 出了功率参数,并在MultiMatch 中得以实现, HB 仿真已经存在,但速度很慢。Cripps 方 用来设计A 级和AB 级放大器。 法为设计大功率提供了一种极为简单的途径。 功率参数的映射函数提高了与晶体管配置 Cripps 表达了一种期望,希望其方法的简单数 有关的任何限制条件,包括信息反馈、电阻性 图1. Microwave Office 的输出级。 图2. MultiMatch 中给S 参数配备线性模型。 44 Microwave Journal China 微波杂志 Jan/Feb 2016 Technical Feature 技术文章 图1 示出了NI AWR Microwave 电平时发生偏置)所做的仿真DLL Office® 仿真器中设计输出级设计的 示于图5 中,图中表示, A 类偏置能 起始。在一个频段上,晶体管和调谐 够提供最大电压和电流波动, 由此得 器的非线性模型可以用来提取最大功 到最大Psat 。将这些DLL 与Psat 时 率和增益的阻抗。相反,只在晶体管 的A 类和AB 类DLL 相比(图 6)。 Imax/2 处的S 参数被提取出来。S 参 图7 示出了不同频率范围内A 类和

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