基于复平面圆图的射频放大器分配方案研究
(3)驻波比达到最优与输入和输出匹配网络均有关。源失配因子
，用来衡量传送到晶体管输入端的功率Pin占信源资用功率PAVS的比例。 负载失配因子
，用来衡量传送到负载的功率PL占晶体管资用功率PAVS的比例。放大器输入和输出的反射系数与源和负载失配因子的关系为：
2．2 分配方案
基于复平面圆图图解的方法分析分配方案如下：
(1)在圆图上画出等增益曲线。在圆图上画出输入匹配网络的等增益曲线和输出匹配网络的等增益曲线，它们的曲线方程分别为：
式中：
。小信号时所有输入等增益曲线为圆，增益值越大，圆半径越小，最大增益时等增益圆半径为零，缩为一个点。分配输入匹配网络的有效增益，然后在史密斯圆图上给出输入等增益曲线，在等增益曲线上选源反射系数，使输出与输入对偶。(2)在圆图上画出等噪声曲线。等噪声曲线的方程为：
小信号时等噪声系数曲线为圆，所有等噪声系数圆的圆心都落在史密斯圆图原点与
连线上，噪声系数越大，圆的半径越大，噪声系数最小，在史密斯圆图上缩为一个点。在等噪声系数曲线内选源反射系数，并注意选点落在等增益曲线上。(3)计算输入与输出驻波比，并计算稳定性因子。
(4)若输入与输出驻波比以及稳定性因子不满足指标要求，重复步骤(2)和(3)，以满足指标要求。
(5)确定匹配网络。
3 仿真结果
3．1 晶体管参数
本文放大器的晶体管采用hp_AT-4151l，首先对晶体管的参数进行仿真，晶体管hp_AT-41511的S参数仿真曲线如图1所示，仿真曲线的频率范围为100 MHz～5．1 GHz。图1给出了2．4 GHz时晶体管的参数。S11=0．470∠148°，表明输入端匹配很差；S12=-18.636dB，表明单向性较好；S21=7．373 dB，这是晶体管的增益，放大器的增益还需计入输入和输出匹配网络的等效增益；S22=0．420∠-51°，表明输出端匹配较差。在2．4 GHz，晶体管的噪声系数为2．145。
3．2 仿真结果
本文的仿真中放大器的中心频率选为2．43 GHz，带宽为10 MHz，系统的特性阻抗为50 Ω。采用单支节匹配网络，微带线基板的厚度为O．8 mm，基板的相对介电常数为4．3，基板的相对磁导率为1，基板的损耗角正切为O．001，微带线导体层的厚度为O．03 mm，导体的电导率为5．88×107，微带线表面粗糙度为0 mm。同时，添加输入和输出匹配网络，对放大器的参数进行仿真，本文给出了几组仿真曲线。
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