П.О. ЛАРИН, А.А. БЛИННИКОВ, Н.Г. РАДОВСКИЙ МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ МОЩНЫХ СВЧ УСИЛИТЕЛЕЙ

П.О. ЛАРИН, А.А. БЛИННИКОВ, Н.Г. РАДОВСКИЙ
Научный руководитель – С.А. МАМАЕВ, начальник сектора
Всероссийский научно-исследовательский Институт радиотехники, Москва
МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ МОЩНЫХ
СВЧ УСИЛИТЕЛЕЙ
Усилители колебаний сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона высокой мощности применяются в передающих устройствах радио- и телевизионного вещания, мобильной связи, ретрансляционном, радиолокационном и радионавигационном оборудовании, в ускорителях заряженных
частиц, устройствах бытового и промышленного нагрева, медицинской
аппаратуре. Особое внимание при их разработке уделяется вопросам
обеспечения высоких выходных мощностей, необходимого коэффициента
полезного действия, отвода рассеиваемой мощности, предотвращения
электрического пробоя.[1]
Данная работа посвящена созданию методики моделирования мощных
СВЧ усилителей с использованием программы Agilent Technologies ADS.
Для проведения исследования было решено создать модель уже существующего усилительного узла на базе мощного МОП – транзистора
MRF8P29300HR6. Модель, полученная при помощи методики, должна
максимально точно отражать характеристики реального усилителя.
В ходе исследования предложен оптимальный порядок моделирования, состоящий из следующих пунктов:
1. Создание принципиальной схемы усилительного узла;
2. Создания электромагнитных моделей входного и выходного
микрополоскового тракта;
3. Сборка виртуального проекта усилителя состоящего из полученных моделей и моделей пассивных и активных элементов;
4. Добавление в схему моделей источников питания, задающего
генератора, нагрузок, ваттметров, амперметров, вольтметров
и прочего измерительного оборудования для последующего
анализа.
Результаты сравнения параметров модели и реального устройства
представлены в таблице 1.
Расхождение результатов не превышает 10,2%, следовательно разработанная методика моделирования является достоверной, и может быть
использована для углубленного изучения и проектирования других СВЧ
усилителей.
Преимущества разработанной методики:
1. Быстрое создание точной модели мощного усилителя;
2. Возможности проведения анализа работы устройства до изготовления реального прототипа;
3. Снижение стоимости разработки новых устройств;
4. Возможность проведения особых видов анализа. Таких, как
испытание на выход годных изделий и определение коэффициента стабильности.
Табл. 1. Сравнение полученных характеристик.
Исследуемая
характеристика
Дрейф тока покоя (без термостабилизации),
мА
Максимальная
выходная мощность, Вт
Минимальная
выходная мощность, Вт
КПД, %
Результат моделирования
Реальный
образец
Расхождение, %
293
266
10,2
188
180
4,4
127
117
8,6
43
45
4,5
Список литературы
1.
Л. Белов, Мощные усилители сверхвысоких частот. Электроника: НТБ. 2006. №6.
С. 66-70