Để giải quyết nâng công suất lối ra lên 45W- 2.4 GHz, cần tập trung nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ tiền khuếch đại công suất. Những tham số đó đƣợc thiết kế mô phỏng dùng phần mềm chuyên dụng ADS trên cơ sở lựa chọn công nghệ phù hợp làm việc ở băng tần S. Từ kết quả mô phỏng cho thiết kế tầng tiền khuếch đại trên công nghệ mạch dải, tiến hành gia công mảng mạch PCB.
Linh kiện lựa chọn là JFET siêu cao tần SPF2086, SPF3043 có tần số cắt cỡ 10GHz, có hệ số khuếch đại lớn và hệ số tạp NF <1 dB.
Hệ số khuếch đại băng S từ 14dB tới 17dB.
Giới thiệu Transistor cao tần SPF-3043:
Transistor cao tần SPF-3043 do công ty Stanford Microdevices chế tạo. Đây là Transistor chế tạo theo công nghệ 0.25µm pHEMT Gallium Arsenide FET, hoạt động với phân cực l tƣởng 3V,20mA cho tạp âm thấp nhất, sử dụng pin. Với phân cực 5V,40mA chíp hoạt động tốt với OIP3 là 32dBm. Nó cung cấp tính năng về dải tần hoạt động rộng, hệ số khuếch đại lớn, phù hợp với việc thiết kế, chế tạo các bộ khuếch đại tạp âm thấp dùng trong công nghiệp và thƣơng mại.
Đặc tính của SPF3043:
- Dải tần hoạt động đến 10 GHz
- Hệ số tạp âm cực thấp (NF): 0.25 dB @ 1 GHz 0.50 dB @ 2 GHz - Hệ số khuếch đại cao: 25 dB @ 1 GHz
22 dB @ 2 GHz
- Dòng thấp (3V,20mA) +32 dBm OIP3, +20 dBm P1dB (5V,40mA) - Sử dụng pHEMT có tính năng cao, giá thành thấp.
Các tham số S-Parameter của Transistor SPF-3043:
Tại tần số 4GHz các tham số quan trọng S110.56104.8 22 0.364 52.66
S
Hình 3.1 Bảng tham số S-Parameter trích xuất từ file .S2P
Hình 3.4 Hệ số khuếch đại của Transistor SPF-3043
Công thức tính trở kháng đầu vào và đầu ra dựa vào các thông số S11 và S22 mà nhà sản xuất đã cung cấp để thiết kế mạch:
Thiết kế mạch tiền khuếch đại công suất 2.4GHz
Thiết kế tầng tiền khuếch đại công suất 2.4 GHz sử dụng phần mềm thiết kế chuyên dụng ADS với các đặc trƣng tham số S phù hợp.
Mô phỏng tầng tiền khuếch đại công suất thực hiện trên ADS cho kết quả phù hợp
Hình 3.6 Kết quả mô phỏng mạch khuếch đại lối vào
Hình 3.8 Kết quả mô phỏng mạch khuếch đại lối ra