目前，微波功率放大器的設計方法主要有以下幾種：

(1)動態(tài)阻抗測量法。在實際的工作條件下，使用儀器測量功率管的動態(tài)輸入阻抗以及輸出阻抗。通常輸出功率越大的功率管的輸入輸出阻抗越低，因此不容易得到準確數(shù)值。

(2)負載牽引測試法?，F(xiàn)在有專門測量負載牽引用的儀器，把功率管裝配到測試架上，接到負載牽引的儀器上面，使用儀器改變放大器輸出端口的匹配負載，測量不同負載下的增益和輸出功率。這些數(shù)據(jù)可以直接在電腦上存取，使用方便，比過去使用的負載牽引的測試方法要簡單，但是該儀器價格比較昂貴，只有專業(yè)設計生產(chǎn)管子的廠家才會配備。

(3)非線性分析法。如果能得到功率管的大信號非線性模型，可以使用軟件的非線性仿真功能來確定比較合適的負載阻抗和源阻抗，從而得到功率管的非線性性能。管子模型的建立比較困難，但是建模以后再次使用會比較方便。

(4)小信號S參數(shù)分析法。在小信號設計中確定最佳輸出阻抗通常使用負載線法，負載線法的主要工作是計算功率管的負載線，在使用的電壓確定的情況下，根據(jù)輸出功率參考功率器件資料中給定的電流-電壓曲線可以得到該曲線，從而確定出最佳輸出阻抗的實部。該方法使用仿真軟件就可以進行，不需要昂貴的儀器，適用于大多數(shù)的設計情況。

除了高線性的功率放大器外，大部分的功放是工作在大信號狀態(tài)的，屬于非線性器件。理想情況下，設計者應該使用功率管的大信號參數(shù)進行設計，但在大部分情況下，設計者很難獲得功率管的大信號參數(shù)，器件廠商提供的只有小信號S參數(shù)以及靜態(tài)I～V曲線。采用小信號S參數(shù)之前，首先根據(jù)I～V曲線計算出最大功率輸出時功率管的負載電阻，再通過匹配電路對功率管輸出電路進行匹配，就能夠得到最大的輸出功率。同時也需要對輸入電路進行匹配，以得到較高的增益和良好的駐波特性。

1 小信號法設計步驟

首先把功率管的小信號S參數(shù)輸入到仿真軟件，對其增益和輸入匹配電路進行優(yōu)化，再利用功率管的I～V曲線確定器件在最大輸出功率時的漏極實部阻抗R。R既可以通過測量得到，也可以通過器件靜態(tài)I～V性來確定。一般來說輸出阻抗純實部負載阻抗R外，還有虛部阻抗，因此需要在在漏源之間并聯(lián)一個電容CDS。器件在封裝的時候會引入很多寄生元件，如果不考慮這些寄生元件得到的匹配電路通常都是不正確的，因此需要確定出封裝器件的這些寄生元件。從器件的小信號S參數(shù)提取則是一種比較方便實現(xiàn)的方法，為了減小工作量，通常使用計算機輔助設計技術(shù)進行仿真。下面以Fujitsu公司的FLLl77ME為例說明功率放大器的小信號S參數(shù)設計方法。

2 小信號S參數(shù)法設計功率放大器實例

2．1 輸出電路匹配

(1)根據(jù)功率管I～V曲線，計算最大功率輸出時的負載線實部電阻R。

其中，VD是漏極的偏置電壓；VS為拐點電壓，約為2 V；Idss是飽和漏電流。

根據(jù)富士通公司給的FLLl77ME的資料的靜態(tài)I～V曲線，計算電阻最佳負載線可得VD=10 V；VS=1．8 V；Idss=0．6 A，則R=22．8 Ω。