文献综述 AWR平台下的微波电路设计与仿真分析 文献综述模版.docx

2012届本科毕业设计（论文）文献综述题学目AWR平台下的微波电路设计与仿真分析院物理与电子工程学院年级2008专业电子科学与技术班级0502084学号050208426姓名张福恒指导教师范瑜职称讲师1、 课题要求本毕业设计课题主要研究利用AWR平台进行微波电路的设计、布板，仿真分析 与研究，从时域和频域分析有源微波器件特性及其在设计中的各种应用课题要求了 解有源器件非线性特征的分析与测量;学会AWR中微波电路的分析方法研究与实践； 学会微波高频功率放大器的非线性特征分析与参数仿真测试；学会微波高频功率放大 器的线性化方法研究与AWR计算仿真分析；掌握AWR平台下的电路设计与布局布 板设计为完成课题要求我们阅读有关AWR软件平台下Microwave Office的使用并 达到熟练掌握的程度此外需查阅大量相应的中外有关F类功率放大器的基本资料， 掌握其基本构成和基本原理，了解如何提高其效率值以及在不同的频率段设计放大 TO 方器2、 文献查阅[1] 格列别尼科夫，射频与微波功率放大器设计主要学习了设计射频与微波功率放 大器所需的理论、方法、设计技巧，以及将分析计算与计算机辅助设计相结合的优化 设计方法。

这些方法提高了设计效率，缩短了设计周期[2] 彭沛夫•微波技术与实验了解了微波理论和微波技术的技术的基本常识和试验 方法，和微波技术今后的发展方向[3] 孙绪宝微波技术与天线微带线是一种重要的微波传输线，它是由介质基片 上的导带和基片下的接地板构成微带线容易实现微带电路的小型化和集成化耦合 微带线是由两根平行放置、彼此靠的很近的导带构成，传输的不是纯TEM模，而是 具有色散特性的混合模，称为准TEM模其具体应用有定向耦合器、滤波器、、变换器等[4] 倪春，吴先良L波段高效率F功率放大器的设计与研究F类射频功率放大器 是一种新型高效率的放大器，理论效率可以达到100%，在移动通信领域有着广阔的 发展前景文章介绍了 F类功率放大器的电路结构、工作原理，并对效率进行了分析； 在L波段对电路进行了设计和试验，实测结果和仿真结果基本吻合，验证了研究结果 的一致性[5] 倪春，汪玲，吴先良F类功率放大器的高效率研究与设计本文对F类功率放大 器的理论进行了研究，分析了其电路工作原理和试验设计方法并通过一种新型F类 放大器的设计和试验证实了实现高效率，高功率工作的可能实际测试中在没有进行 调节的情况下已经达到65.5%的功率附加效率，由于在调节的过程中影响效率的因素 没有准确的依据，故而调节过程难度较大，最终实现了 PAE大于70%，输出功率达到 10W。

[6] 南敬昌，刘磊高效率F类对讲机功率放大器的设计与实现本文研究了 F类射 频功率放大器的电路结构与工作原理，并设计了一个工作频段为405-415MHz、输出功 率为30 dBm、功率附加效率达到65%的高效率低谐波失真的F类对讲机功率放大器 为了达到设计指标，设计采用了一些特殊的方法，包括采用两级单端结构功率放大器 结构、F类功率放大器输出匹配网络，并针对谐波失真过大进行了片外滤波器的设计， 有效地滤除了谐波（各阶谐波小于-69 dBc）⑺侯磊，冯金源，董宾一款3.5GHz高效率F类功率放大器的研究与设计根据F 类功率放大器的电路结构特点，给出用IX：匹配电路设计输出端的三阶谐波抑制网络 的方法，设计了一款工作频率为3. 5 GHz的F类功率放大器仿真结果输出功率为 37 dBm,功率附加效率为68%，谐波失真得到很好抑制，效率得到提高[8] 周勇，黄集伟高效率Class F功率放大器的设计本文基于Ingap/GaAsHBT（HBT 为异质结双极晶体管）工艺设计了一款高效率的Class F功率放大器文中首先描述 了 F类功率放大器的特点和电路原理,然后对放大器的设计过程如匹配电路设计技术、 谐波抑制对功率效率的影响，以及偏置电路的设计等问题做了详细的讨论。

测试结果 表明，设计的 功率放大器在电源电压为5 V，输出功率为37dBm时，效率达68%[9] 陈锡斌.微波平面电路设计的强大工具-软件"MicrowaveOffice"介绍本文介绍了 美国AWR公司近年推出的用于计算微波平面电路的通用软件"MicrowaveOffice"（微 波办公室）及其两个模拟器的概况和基本功能•并从用户的角度出发，对该软件的优 缺点进行了分析，并举出了两个计算实例.[10] Anritsu Embeds Awr's Microwave Office Into Vna 随着 AWR 和 Anritsu 两家公司 的发展，AWR和Anritsu合作使得高频微波办公司设计软件成为Anritsu公司最新的 MS4660A矢量网络分析仪的一个标准原件MS4660A成为第一个整合了一套完整 的设计工具的软件，在不离开测试环境的前提下，微波办公软件提供所有必要的工 具适用于高频集成电路、电子线路板、模块设计包括线性电路仿真、电磁（EM）分析 工具，集成原理和布局[11] Frederick H. Raab. Maximum Efficiency and Output of Class-F Power Amplifie rs。

F类功率放大器通过选择漏极电压和电流的谐波频率来提高效率和它的功率输出， 通常一个波形接近方波，而另一个波形接近正弦波，理想的F类功率放大器的输出电 压能力和效率可以可以参考傅里叶系数的波形，而且傅里叶系数波形的最大平坦波形 已经确定了本文延伸了这个理论，确定了在一个给定的控制谐波的F类功率放大器 系数为最大限度的功率和效率的可能性[12] Frederick H. Raab. Class-F Power Ampli ers with Maximally Flat WaveformsF类功率放大器使用谐波频率谐振器来形成漏极或集电极波形来提高效率一般来 说，输出网络在谐振频率必须呈现出开路或短路在甚高频或者更高的频率，漏极电 容、导线电感、导线长度和色散使得合理的调整电路变得困难，然而，在有限次谐波 内控制阻抗是有可能的本文首先推导出波形的傅里叶系数的基本关系和放大器的性 能随后推出傅里叶变换系数波形最大平坦的波形最多包含五次谐波然后将放大器 在不同谐波的的性能制成表格，包含电流形式和电压形式效率由A类放大器的50%提升 到100%，能量输出提升27%[13] Young Yun Woo, Youngoo Yang, Bumman Kim. Analysis and Experiments for High-Efficiency Class-F and Inverse Class-F Power Amplifiers。

本文提出了分析和试验比 较F类功率放大器和逆F类功率放大器两类放大器分析公式的效率、输出能力、直 流电源和基本负载阻抗都是源自理想电流和电压波形基于公式性能进行比较的合理 条件是：F类功率放大器和逆F类功率放大器的条件是完全相同的实验结果显示逆 F类功率放大器比F类功率放大器有更高的效率为了试验比较，我们设计并实施了 F类功率放大器和逆F类功率放大器在1GHz时使用GaAsMESFET软件分析实测性 能，实验结果表明逆F类功率放大器的效率比F类功率放大器高10%[14] Yong-Sub Lee, Mun-Woo Lee, and Yoon-Ha Jeong. High-Efficiency Class-F GaN HEMT Amplifier With Simple Parasitic-Compensation Circuit本文提出了一种应用 GaNg的高电子迁移晶体管的F类功率放大器，目的是能够在WCDMA网络的2.14G 频段应用这种简单而有效地补偿电路是由一系列串联电容组成，分路电感使用来补 偿内部寄生元件[15] W. Alan Davis, Radio Frequency Circuit Design 这本书重点介绍了滤波器、变压器、 放大器、混频器和振荡器。

与其他通信类书本相比，本书将锁相环章节放到实际电路 设计（本书的最后章节）3、个人小结射频功率放大器广泛应用于各种无线通信发射设备中，随着移动通讯服务的快速 增长，对低耗、高效、体积小的要求也迅速增加众所周知，RF功放（PA）是射频传 输中功率损耗最大的众多设计模块之一当前发展的第三代通信推动了对功放的更 新，PA作为通信基站的核心部分，它的效率直接影响了整个基站的效率，因此研究解 决功率放大器的效率问题成为当前研究的的热点F类放大器理论效率可以达到100%， 所以F类功率放大器具有很好的研究前景Microwave Office软件由美国AWR公司开发，是进行射频、微波电路设计及仿真 的专业软件它可以进行微波电路的线性、非线性仿真及电磁仿真，对电路进行分析、 优化，还可将原理图转换为布线图，最后生成印制线路板图Microwave Office软件 有很直观的用户界面，是进行微波电路的理论研究和实际应用的强有力工具，在通信、 电子等行业的各大研究所、公司有广泛的应用参考文献[1] 格列别尼科夫，射频与微波功率放大器设计[M]北京:电子工业出版社，2006, P20-50.[2] 彭沛夫•微波技术与实验[M].清华大学出版社，2007,Pl-20, P384-387.[3] 孙绪宝•微波技术与天线[M].机械工业出版社,2010,P51-53.[4] 倪春，吴先良.L波段高效率F功率放大器的设计与研究[J].合肥工业大学学报 2010.33 (8) .P1249-1252.[5] 倪春，汪玲，吴先良• F类功率放大器的高效率研究与设计[D].安徽大 学,2020,P1636-1639.[6]南敬昌，刘磊.高效率F类对讲机功率放大器的设计与实现 [D].辽宁工程技术大学,2009,P295-298.[7] 侯磊，冯金源，董宾.一款3.5GHz高效率F类功率放大器的研究与设计[D]西南交 通大学,2009,P73-75[8] 周勇，黄集伟.高效率Class F功率放大器的设计[J].中国集成电路报,2011.10： P28-31.[9] 陈锡斌.微波平面电路设计的强大工具-软件"MicrowaveOffice"介绍[J].无线通信技 术,2000,9(1):5-9.p1-7.[10] Anritsu Embeds Awr's Microwave Office Into Vna[J].Microwave Engineering Europe,2009,2009(Jan./Feb.):5-.p2-6.[11] Frederick H. Raab. Maximum Efficiency and Output of Class—F Power Amplifiers 2001,P1162-1165[12] FrederickH.Raab.Class-FPowerAmpli erswithMaximallyFlatWaveforms1997,P2007-2 012[13] Young Yun Woo, Youngoo Yang, Bumman Kim. Analysis and Experiments for High-Efficiency Class-F and Inverse Class-F Power Amplifiers,2006,P1969-1974[14] Yong-Sub Lee, Mun-Woo Lee, and Yoon-Ha Jeong. High-Efficiency Clas。