開題報告-AWR平臺下的微波電路設(shè)計與仿真分析

2012屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目年級專業(yè)班級學號學院姓名指導教師職稱畢業(yè)設(shè)計(論文)題目AWR平臺下的微波電路設(shè)計與仿真分析課題來源、研究的目的和意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析微波理論和微波技術(shù)的技術(shù)是19世紀科學家和數(shù)學家奠定的。1873年麥克斯韋總結(jié)了拉普拉斯、泊松、法拉第、高斯等人的研究，提出了電磁場的基本規(guī)律和電磁波傳播的假說，并指出光也是電磁能量的一種形式。有麥克斯韋等人建立和完善了麥克斯韋方程。后由赫茲在1887—1891年做了一系列的實驗，完善了麥克斯韋的電磁波理論。20世紀初無線電技術(shù)的快速發(fā)展主要發(fā)生在高頻到甚高頻范圍。20世紀40年代第二次世界大戰(zhàn)期間，雷達的出現(xiàn)和發(fā)展使微波理論和技術(shù)得到了人們的根本上的重視。隨后微波在通信領(lǐng)域得到迅速的發(fā)展。MicrowaveOffice是AWR公司推出的微波EDA軟件，為微波平面電路設(shè)計提供了最完整，最快捷和最精速的解答。它是通過兩個模擬器來對微波平面電路進行模擬和仿真的。對于由集成元件構(gòu)成的電路，用電爐的方法來處理較為簡便；該軟件設(shè)有“VoltaireXL”的模擬器來處理繼承總原件構(gòu)成的平面微波電路問題，而對于有具體的微帶幾何圖形構(gòu)成的微波平面電路，則采用場的方法較為有效，；該軟件采用的是“EMsight”的模擬器來處理任何多層面結(jié)構(gòu)的三維電磁場的問題?！癡oltaireXL”模擬器內(nèi)設(shè)有一個元件庫，在建立電路模型時，可以調(diào)出微波電路所用的原件，其中無源器件有電感，電阻、電容、諧振腔、微帶線、帶狀線、同軸線等，非線性元件有雙極晶體管、場效應晶體管、二極管等?！癊Msight”模擬器是一個三維電磁場模擬程序包，可用于平面高頻電路和天線結(jié)構(gòu)分析。特點是把正譜域矩量法與直觀視窗圖形用戶界面技術(shù)結(jié)合起來，使得計算速度加快許多。MWO可以分析射頻集成電路(RFIC)、微帶貼片天線和高速印制板（PCB）等電路的電氣特性。本次畢業(yè)設(shè)計即基于AWR平臺下的MicrawWave分析微波電路的設(shè)計并自行設(shè)計一個F類功率放大器。F類射頻功率放大器是一種新型高效率的放大器，理論效率可以達到100%，在移動通信領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。F類功放的基本結(jié)構(gòu)包含一個驅(qū)動裝置、直流源、輸出匹配網(wǎng)絡、輸入匹配網(wǎng)絡。驅(qū)動受控于驅(qū)動器，直流偏置作為直流源，驅(qū)動裝置可以是FET或者是BJT。F類PA通過在輸出匹配網(wǎng)絡用諧波振蕩電路行成漏極波形在負載出現(xiàn)偶次諧波短路和奇次諧波開路來實現(xiàn)效率和輸出功率共同推進。漏極電壓由奇次諧波構(gòu)成，接近方形波形。而漏極電流波包含基波和偶次諧波，近似一個半正弦波。因為在漏極電壓和電流之間沒有交疊，理想的效率為100%。反F類電流，電壓波形交換，漏極電壓波形近似半個正弦波，漏極電流近似為方波。主要研究內(nèi)容1熟悉AWR軟件，了解在AWR平臺下進行模擬電路、數(shù)字系統(tǒng)的分析設(shè)計與仿真，熟練掌握AWR平臺下進行微波電路設(shè)計與分析的方法。2對二極管、三極管等常見有源微波器件的非線性特性進行研究與分析，在AWR平臺下進行有源器件的非線性參數(shù)測量。3研究微波功率放大器中產(chǎn)生非線性效應的各種原因及對策，在AWR平臺下完成電路的設(shè)計、分析與仿真。4針對電路中的非線性特征，研究線性化電路的設(shè)計方法并進行必要的設(shè)計工作實驗方案、實驗方法及預期達到的目標本課題主要研究利用AWR平臺進行微波電路的設(shè)計、布板，仿真分析與研究，從時域和頻域分析有源微波器件特性及其在設(shè)計中的各種應用。本課題期望在以下方面取得突破與進展：1有源器件非線性特征的分析與測量；2AWR中微波電路的分析方法研究與實踐；3微波高頻功率放大器的非線性特征分析與參數(shù)仿真測試；4微波高頻功率放大器的線性化方法研究與AWR計算仿真分析；5AWR平臺下的電路設(shè)計與布局布板設(shè)計。四、完成課題所需的條件、主要困難及解決辦法本課題要求學生充分了解AWR軟件平臺，并能充分應用其MicroWaveOffice模塊對設(shè)計的射頻電路進行仿真與優(yōu)化。學生應閱讀大量的相關(guān)的中文文獻資料和所涉及的外文文獻，在此基礎(chǔ)上設(shè)計所需的功率放大器，并努力使其工作效率達到最大化。五、參考文獻[1]格列別尼科夫，射頻與微波功率放大器設(shè)計[M]。北京:電子工業(yè)出版社,2006,P20-50.[2]彭沛夫.微波技術(shù)與實驗[M].清華大學出版社，2007,P1-20，P384-387.[3]孫緒寶.微波技術(shù)與天線[M].機械工業(yè)出版社,2010,P51-53.[4]倪春，吳先良.L波段高效率F功率放大器的設(shè)計與研究[J].合肥工業(yè)大學學報2010.33（8）.P1249-1252.[5]倪春，汪玲，吳先良.F類功率放大器的高效率研究與設(shè)計[D].安徽大學,2020,P1636-1639.[6]南敬昌，劉磊.高效率F類對講機功率放大器的設(shè)計與實現(xiàn)[D].遼寧工程技術(shù)大學,2009,P295-298.[7]侯磊，馮金源，董賓.一款3.5GHz高效率F類功率放大器的研究與設(shè)計[D]西南交通大學,2009,P73-75[8]周勇，黃集偉.高效率ClassF功率放大器的設(shè)計[J].中國集成電路報,2011.10：P28-31.[9]陳錫斌.微波平面電路設(shè)計的強大工具--軟件"MicrowaveOffice"介紹[J].無線通信技術(shù),2000,9(1):5-9.p1-7.[10]AnritsuEmbedsAwr'sMicrowaveOfficeIntoVna[J].MicrowaveEngineeringEurope,2009,2009(Jan./Feb.):5-.p2-6.[11]FrederickH.Raab.MaximumEfficiencyandOutputofClass-FPowerAmplifiers2001,P1162-1165[12]FrederickH.Raab.Class-FPowerAmpli?erswithMaximallyFlatWaveforms1997,P2007-2012[13]YoungYunWoo,YoungooYang,BummanKim.AnalysisandExperimentsforHigh-EfficiencyClass-FandInverseClass-FPowerAmpli?ers,2006,P1969-1974[14]Yong-SubLee,Mun-WooLee,andYoon-HaJeong.High-Ef?ciencyClass-FGaNHEMTAmpli?erWithSimpleParasitic-CompensationCircuit,2008,P55-57[15]W.AlanDavis,RadioFrequencyCircuitDesign,JohnWiley,2011起止日期論文工作進度（主要內(nèi)容、完成要求）2012.1.1-2012.1.15完成外文文獻翻譯及文獻綜述2012.1.16-2012.2.10完成開題報告2012.2.10-2012.3.15開始進行畢業(yè)論文的理論研究及相關(guān)計算等2012.3.15-2012.4.15完成畢業(yè)論文中期檢查各項目2012.4.15-2012.5.10完成畢業(yè)論文初稿，排版修改完善2012.5.15-2012.5.20完成畢業(yè)論文及答辯準備工作指導教師意見指導教師（簽字）：年月日所在系意見系主任（簽字）：年月日學院審核意見