第 ３５卷 第６期
２０１７ 年 １１月
佳 木 斯 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉａｍｕｓｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．６
ＮＯＶ． ２０ｌ７
文章编号 ：１００８—１４０２（２０１７）０６—０９２２—０４
基 于 Ｍｕｈｉｓｉｍｌ４的 窄带 高频 功率放 大器仿 真研 究①
罗 鹏， 许海峰 ， 曹吉花 ， 郝保 明
（宿州学院机械与 电子工程学院，安徽 宿 州 ２３４０００）
摘 要 ： 采用 Ｍｕｌｔｉｓｉｍｌ４仿真软件对窄带高频功率放大器进行设计与仿真 ，讨论 了其外部参数
对电路的工作状态的影响 ，设计 了馈 电电路和滤波 匹配网络。仿真结果表 明：发射极 串接 ５０ｎ
小电阻可以很好的改善集 电极脉冲电流顶部凹陷形状。通过 网络分析仪设计的 匹配网络能够很
好的实现 匹配，最终设计的窄带高频功率放 大器输 出功率高达 １Ｗ，功率增益达到 ２４ｄＢ。
关键词 ： Ｍｕｈｉｓｉｍｌ４；高频功率放大器；特性分析 ；匹配网络
中图分 类号 ： ＴＮ７２２ 文献标 识码 ： Ａ
０ 引 言
高频功率放 大器一般 处在 无线通信设备发射
机的最末 级 ，其主要 作 用是将 高频 已调 信 号放大到
足够大的功 率 ，然后 通过 天线向 自由空 间辐射 电磁
波信 号 。其 通常可分 为 两种 类 型 ，一 种是小功 率 的
宽带高频功率放大器，它一般 工作在 甲类或 乙类推
挽状态。其 主要 优 点是 工作频带宽 ，适 用于多频道
通信 系统 和相 对 带宽较 宽 的 高频 设备 ，但是其 效率
较低 … 。另一种是 适 用 于 大功率的 窄带 高频功 率
放大器 ，其通常工作在 丙类状态，它采用谐振 回路
作为负载 ，通过合理 的设置其电路参数 能够得到高
效 ，大功 率 的输 出。 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ作 为一款 电路仿真软
件 ，功 能十 分强 大。 尤其是 其 中的射频 模 块提供 了
基本 射频 电路所 需的设 计 、分析 和仿 真射 频 电路 功
能 。采 用 Ｍｕｈｉｓｉｍ软件研 究分 析 高频功 率放 大
器能够基本保证和理论分析一致 ，但是仿真结果 ，
尤其 是 集 电极 脉 冲 电 流在 过 压 状 态时产生的顶 部
凹陷图像往往非常不理想 ，和真 实实验结果相
差很 大 ，很 难 直观 感 受 到 仿 真软件 的强大，在现 实
教学中很难具有说服力。而且 目前的研 究很 少涉
及 实 际电路 中所 需要 的馈 电 电路 和 匹配 网络 如 何
设计 。 因此 采 用 Ｍｕｌｔｉｓｉｍｌ４仿 真软 件 设 计 了
工作在丙类的窄带高频功率放大器，分析 了其外部
特性 对放 大器的影响 ，得到 了很好 的仿真 效果 。设
计 了馈 电电路 和滤波匹配 网络 ，得到 了输 出功率为
１Ｗ，功率增 益达到 ２４ｄＢ的窄 带 高频 功 率放 大器。
１ 原理 图仿 真电路 与特性分析
１．１ 仿真 电路
原理 图仿 真 电路 如 图 １所示，基极 静 态偏置电
压设定在 一１Ｖ保证功放管２Ｎ２９２５工作在 丙类，交
流输 入信 号 频 率 为 ２ＭＨｚ，有 效值 高达 ８Ｖ，模 拟 输
入信号为大信号情况，示波器 ＸＳＣ１通过 电流探针
ＸＣＰ１接 到功放管集 电极 ，按 照 １：１０的比例将 电流
信号转化 为 电压 信 号显 示在 示 波 器 上。光谱 分 析
仪 ＸＳＡ１测试 集 电极 脉 冲 电 流 的 频谱 。为 了改 善
波形 特 意在 发射 极连接一个 ５０Ｑ的小电阻。
图 １ 窄带高频功率放大器原理 图仿真电路
１．２ 特性分析
窄带高频功率放大器的输 出功率和效率与电
路 中的四个外部参数 紧密相关，即：谐振 电阻 Ｒ ，
① 收稿 日期 ：２０１７—１０—０６
基金项 目：安徽省 自然科 学青年基金（１４０８０８５ＱＡ２０）；安徽省重点研 究与开发项 目（１７０４ａ０９０２０２２）；安徽省 高等学校 自然科 学研
究重点项 目（ＫＪ２０１５Ａ２００）；宿 州学院重点科研项 目（２０１６ｙｚｄ０２）；宿 州学院科研平台开放课题 （编号 ２０１４ＹＫＦ５０）
作者 简介 ：罗鹏（１９８７一），男，安徽宿州人 ，助教 ，硕士 ，研 究方向 ：光通信新技 术。
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广 二
广 ｆ 目
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