1、2022-8-81射频电路基础2019年10月2022-8-82第二部分 有源器件和微波放大器一、微波有源器件二、等效网络与S参数三、匹配电路四、微波放大器2022-8-83一、微波有源器件1、高频BJT2、MESFET3、HEMT2022-8-841、高频BJT叉指结构2022-8-85BJT的偏置和输入输出特性2022-8-86过渡（特征）频率与集电极电流的关系2022-8-87温度特性2022-8-88温度特性2022-8-89温度特性2022-8-810热等效电路2022-8-811大信号模型2022-8-812小信号混合模型2022-8-813小信号模型2022-8-8142、MES
2、FET2022-8-815转移和输出特性2022-8-816最大输出特性2022-8-817电路模型2022-8-818小信号模型2022-8-8193、HEMT器件2022-8-820输出特性2022-8-821二、等效网络与S参数1、等效网络参数2、S参数3、微波器件的S参数2022-8-8221、等效网络参数Z、S外部等效参数：变量：电压、电流 参数：阻抗、导纳22212122121111izizuizizu212221121121iizzzzuu021111iiuz012112iiuz021221iiuz012222iiuz2022-8-823Y参数012222uuiy021111uu
3、iy012112uuiy22212122121111uyuyiuyuyi212221121121uuyyyyii021221uuiy 1 ZY2022-8-824S参数nnnIzzVa00S参数的变量：入射波、反射波电路参数：反射系数入(反)射波表示入(反)射电压电流除特性阻抗的平方根反射系数表示反射波除入射波nnabnnnIzzVb002022-8-825S参数与Z参数的关系nnnIzVza0021nnnIzVzb0021nnnbazV0nnnbazI012221Re21nnnnnbaIVPnnnnnIzIzVVV002022-8-826S矩阵定义212221121121aaSSSSbb02
4、1111aabS012112aabS021221aabS012222aabS注意：a1=0 或 a2=0 表示另一口没有反射波进入网络，即匹配条件。S参数的优点：特别适合于计算微波的匹配问题，波长与电路长度相当；因为在传输线上阻抗是变化的，而反射系数是不变的；通常微波器件给出S参数。2022-8-827例3dB衰减器二端50匹配S11S22050505023231RRRRRZin111131313132505050505050VRRRRRRRRRRV121221707.021SVVS58.81212021zRR4.1412203zR2022-8-828Z参数与S参数的转换2022-8-8292
5、022-8-830S参数的测量2022-8-8312、阻抗匹配网络当接入ZL时，Z1Zs或接入Zs时，Z2ZL2022-8-832分立元件匹配网络的8种电路结构2022-8-833例：设计L型匹配网络的解析方法157575150jZjZATALCTMZjXjBZZ11设发射机输出阻抗和天线输入阻抗为采用LC匹配网络如图，匹配方法是当接上ZT时，ZMZATTTjXRZAAAjXRZAALTTCTTjXRjXjXRjBjXR12022-8-834 LATCCTATTCLATCATXXXBBRRXRBXXXBRR1122222TTTTTATTCXRRXRRRXBATCTCACLXRBXBRBX11n
6、HXLXpFBCmSBLLCC1.6/9.7673.0/2.92022-8-835匹配禁区、频率响应以及品质因素匹配禁区：二个元件的L型匹配网络不能匹配任意阻抗，要根据阻抗比决定。8种电路中二种以上可用。频率响应：分为高通或低通，如图示。2022-8-836频率响应2022-8-837品质因素有载品质因素：f=1GHzBWfQL0125202SSSTRLRR54.62/STLTRRR61.000CTTLXRCRBWfQGHzQfBWL63.102.16.1jzLnHLLRLSLN2.162202CT包括了负载电容成分2022-8-838不同匹配电路的频率响应2022-8-839T型和型匹配网络
7、 采用三元件的匹配电路，可以匹配任何阻抗值，其分析方法、频率响应与两元件类似。基本形式有二种T型或型。2022-8-840T型和型匹配网络2022-8-8413、微波放大器（1）微波放大器的主要指标 增益及增益平坦度（dB）工作频率及带宽（单位：Hz）输出功率（单位：dBm）直流输入功率（单位：V和A）输入输出反射系数（VSWR）噪声系数（dB）2022-8-842放大器设计要点频率特性与匹配特性；输出功率；噪声系数：LNA器件的选择：频率、功率、增益、噪声。匹配电路的设计（频率、匹配特性，线性电路）线性设计，器件性能线性化（非线性电路）噪声系数，器件性能噪声匹配（线性电路）2022-8-843（2）放大器的等效电路匹配设计2022-8-844（3）放大器的级联当一级放大器的增益不够时，采用多级级联。要注意：每级间的匹配，频率响应 满足线性要求；2022-8-845（4）、放大器的输出功率与线性2022-8-846三阶交调与1dB压缩点的关系2022-8-847非线性的测量：交调特性放大器的三阶交调：2022-8-848频谱扩散非线性信道的影响经过放大器后，噪声增加了，非线性产生频谱扩散，如图示。2022-8-849（5）微波功率合成技术
