利用ADS设计高效微波功率放大器：关键指标与实例

本文档详细介绍了如何使用高级设计系统（ADS）来设计微波功率放大器（PA）。作者陈成（Cheng-cheng Xie）作为一名应用工程师，将指导读者通过一系列关键步骤来实现这一过程。首先，文章阐述了功率放大器的主要指标，包括工作频带、稳定性（如稳定系数K）、输出功率（如饱和功率Psat和1dB压缩点输出功率P-1）、增益及其平坦度、效率（功率效率和功率附加效率）、线性度（如三阶交调系数IM3和五阶交调系数IM5，以及二次和三次谐波抑制），以及输入输出驻波比等。 接着，作者给出了一个具体的实例，展示了一个50W（47dBm）输出功率、1W输入功率、效率超过50%的PA设计，其中使用了MRF9045M放大器。在设计过程中，特别强调了直流分析部分，通过FET Curve Tracer工具进行电流-电压特性（IDS-VGS）模拟，例如，VGS=0V时的ID和VDS=0V的静态特性（Vdc），并进行了电压范围（如VDS）的步进扫描（Step=0.1，从2.5V到5.0V）。 此外，文档还涉及到了输入输出匹配电路的设计、优化方法，以及最后的布局阶段。对于特殊的应用场景，如PI4DQPSK调制下的信号质量评估，文章可能会讨论交流调制产物（ACPR）和交替信道功率限制（AltCPR）的测量。 在实际操作中，作者可能还会提到如何设置仿真模板（DisplayTemplate disptemp1），例如使用特定的模型（如FSL_MRF_MET_MODEL）来确保准确的模型参数（如Vdc=VDS）在仿真中的应用。此外，还可能涉及SimInstanceName变量的管理，这些是在多实例仿真中的命名规则，以便跟踪和控制各个组件的仿真状态。 本文档是一份实用的指南，提供了从PA指标设定、基本电路设计到具体参数调整和测试的全面流程，适合对ADS软件有基础了解的工程师深入学习和实践微波功率放大器的设计。