基于ADS的多级功率放大器设计与仿真

首先，进行Load-Pull仿真，仿真结果如图4所示。综合附加功率效率和输出功率，得出负载最佳阻抗为4．477-j3．033。根据该负载阻抗值，采用分布参数和集总参数混合的方法设计输出匹配网络。其次，将设计好的输出匹配网络加入到Source-Pull仿真的电路中，进行Source-Pull仿真，仿真结果如图5所示。从而得出最佳的源阻抗为1．764-j1．720。用与输出匹配网络同样的方法设计好输入匹配网络。
2．5．2 Momentum法设计匹配网络
Mothentum是ADS中的三维电磁仿真器，它可以计算出微带线等的电测特性，以及电路板上的寄生和耦合效应。其功能很强大而且实用，利用它进行版图原件和原理图原件的协仿真，可以把版图中的各种耦合和寄生效应在电路设计中得到整合，其设计匹配网络如图6所示。根据源、负载牵引法确定阻抗，出色地完成了匹配网络的设计。

用同样的设计方法和流程，设计出驱动级的匹配网络。

3 功率放大器仿真及结果
后两级的增益约为25 dB，为了得到设计指标的47 dB增益的要求，还需要选择一个增益在22 dB左右的增益级。根据指标分析，可以选用MMIC来完成这一设计，最终选用Hittite公司的HMC413QS16G。通过以上的设计，最后将三级进行级联仿真，如图7所示。

仿真结果如图8所示，可以得到49．67 dB的小信号增益；S11和S22都小于-15 dB，因而驻波比优于1．5：1。单音输入的谐波仿真结果如图9所示。

由图9可知，在输入功率为-10 dBm时，该电路输出功率为38．06 dBm，小信号增益为48．06 dB，功率附加增益为40．6％，1 dB压缩点在38．20 dBm。双音谐波平衡仿真结果如图10所示，可计算出OIP3≈58 dBm。仿真结果总体优于设计要求。