CN104617893A - 多频带射频功率放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多频带射频功率放大器，包括至少两级功放管，其中第一级功放管与输入端之间连接输入匹配网络、最后一级功放管与输出端之间连接输出匹配网络、相邻两级功放管之间连接级间匹配网络，所述输入匹配网络和级间匹配网络中的至少一个连接可控制接入状态的阻抗匹配元件。上述多频带射频功率放大器通过改变阻抗匹配元件接入阻抗匹配网络的状态，可以实现频带切换，同时电路非常简单、成本非常低。

Description

多频带射频功率放大器
技术领域
本发明涉及无线射频技术领域，特别是涉及一种多频带射频功率放大器。
背景技术
工业用无线数传电台由于其应用优势而受到广泛的应用，而由于频谱资源的紧张，传统的应用于单频段的数传电台逐渐被多频段电台所取代。射频功率放大器是无线数传电台不可或缺的电路模块，其主要负责将调制后的射频信号放大到一定的功率值，再通过天线发射出去。
在多频段射频功率放大器技术中，传统的方法通常是对不同的频带进行分段设计，如图1所示。传统方法的缺点是电路复杂、成本高，并且需要大功率的射频开关。
发明内容
基于此，有必要提供一种电路简单、成本低的多频带射频功率放大器。
一种多频带射频功率放大器，包括至少两级功放管，其中第一级功放管与输入端之间连接输入匹配网络、最后一级功放管与输出端之间连接输出匹配网络、相邻两级功放管之间连接级间匹配网络，所述输入匹配网络和级间匹配网络中的至少一个连接可控制接入状态的阻抗匹配元件。
在其中一个实施例中，所述输出匹配网络连接可控制接入状态的阻抗匹配元件。
在其中一个实施例中，所述阻抗匹配元件为电容、电感或电阻。
在其中一个实施例中，所述阻抗匹配元件通过开关器件连接输入匹配网络、级间匹配网络和输出匹配网络。
在其中一个实施例中，所述开关器件为射频开关或继电器。
在其中一个实施例中，所述开关器件由微控制单元控制开关。
在其中一个实施例中，所述输入匹配网络包括第一电感和第一电容，所述 第一电感一端与所述输入端连接、另一端与所述第一级功放管的输入端连接；所述第一电容一端与所述输入端连接、另一端接地，所述阻抗匹配元件连接在第一级功放管的输入端。
在其中一个实施例中，所述级间匹配网络包括第二电感、第一电阻及第二电容；所述第二电感的两端连接在相邻的两级功放管之间；
所述第一电阻一端与所述两级功放管中的前一级功放管的输出端连接，另一端接地；所述第二电容与所述第一电阻并联；
所述阻抗匹配元件连接在所述两级功放管中的后一级功放管的输入端。
在其中一个实施例中，所述输出匹配网络包括匹配微带和连接在匹配微带与地之间的第三电容、第四电容。
上述电路通过改变阻抗匹配元件接入阻抗匹配网络的状态，可以实现频带切换，同时电路非常简单、成本非常低。
附图说明
图1为传统的多频带射频功率放大器；
图2为一实施例的多频带射频功率放大器模块图；
图3为图2所示多频带射频功率放大器的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进行进一步说明。
如图2所示，为一实施例的多频带射频功率放大器。该多频带射频功率放大器10包括两级功放管Q1和Q2。第一级功放管Q1与输入端101之间连接输入匹配网络110、第二级功放管Q2与输出端102之间连接输出匹配网络130、第一级功放管Q1和第二级功放管Q2之间连接级间匹配网络120。其中输入端101用于输入射频信号，输出端102用于连接天线。
本实施例中，为了可调节功率放大器的频带，在输入匹配网络110、级间匹配网络120以及输出匹配网络130分别连接可控制接入状态的阻抗匹配元件112、122、132。
在其他实施例中，还可以是仅输入匹配网络110连接阻抗匹配元件112；或仅级间匹配网络120连接阻抗匹配元件122；或输入匹配网络110连接阻抗匹配元件112、同时级间匹配网络120连接阻抗匹配元件122；或者在上述几种情况的基础上，输出匹配网络130再连接阻抗匹配元件132。
在其他实施例中，功放管的数量还可以是两个以上，两个相邻的功放管之间都设有级间匹配网络。且每个级间匹配网络都可以视情况连接阻抗匹配元件。
如图3所示，阻抗匹配元件112包括电容C10，阻抗匹配元件122包括电容C11、C12，阻抗匹配元件132包括电容C20。在其他实施例中，阻抗匹配元件还可以是电感或电阻等可以实现阻抗匹配的元件。
电容C10通过开关器件S10接入输入匹配网络110，电容C11通过开关器件S11、电容C12通过开关器件S12接入级间匹配网络120，电容C20通过开关器件S20接入输出匹配网络130。
上述的开关器件S10、S11、S12、S20为射频开关或继电器，且均可由微控制单元(MCU)控制开关。
如图3所示，输入匹配网络110包括第一电感L1和第一电容C1。第一电感L1一端与输入端101连接、另一端与第一级功放管Q1的输入端连接；第一电容C1一端与输入端101连接、另一端接地，电容C10通过开关器件S10连接在第一级功放管Q1的输入端。 
级间匹配网络120包括第二电感L2、第一电阻R1及第二电容C2。第二电感L2的两端连接在相邻的第一级功放管Q1和第二级功放管Q2之间。第一电阻R1一端与第一级功放管Q1的输出端连接，另一端接地。第二电容C2与第一电阻R1并联。电容C11通过开关器件S11、电容C12通过开关器件S12连接在第二级功放管Q2的输入端。 
输出匹配网络130包括匹配微带131和连接在匹配微带与地之间的第三电容C3、第四电容C4。
以下基于图2所示电路说明多频带射频功率放大器的工作原理。
开关器件S10、S11、S12、S20切换C10、C11、C12、C20的接入状态，可以使射频功率放大器10在不同的频带之间切换，并且都具有较高的效率。上述 实施例的电路应用在VHF(220-240MHZ)频段与UHF(410-470MHz)频段切换时，具有非常好的效果。
上述电路通过开关器件改变阻抗匹配元件接入阻抗匹配网络的状态，可以实现频带切换，同时电路非常简单、成本非常低。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种多频带射频功率放大器，包括至少两级功放管，其中第一级功放管与输入端之间连接输入匹配网络、最后一级功放管与输出端之间连接输出匹配网络、相邻两级功放管之间连接级间匹配网络，其特征在于，所述输入匹配网络和级间匹配网络中的至少一个连接可控制接入状态的阻抗匹配元件。
2.根据权利要求1所述的多频带射频功率放大器，其特征在于，所述输出匹配网络连接可控制接入状态的阻抗匹配元件。
3.根据权利要求1或2所述的多频带射频功率放大器，其特征在于，所述阻抗匹配元件为电容、电感或电阻。
4.根据权利要求2所述的多频带射频功率放大器，其特征在于，所述阻抗匹配元件通过开关器件连接输入匹配网络、级间匹配网络和输出匹配网络。
5.根据权利要求4所述的多频带射频功率放大器，其特征在于，所述开关器件为射频开关或继电器。
6.根据权利要求4所述的多频带射频功率放大器，其特征在于，所述开关器件由微控制单元控制开关。
7.根据权利要求1所述的多频带射频功率放大器，其特征在于，所述输入匹配网络包括第一电感和第一电容，所述第一电感一端与所述输入端连接、另一端与所述第一级功放管的输入端连接；所述第一电容一端与所述输入端连接、另一端接地，所述阻抗匹配元件连接在第一级功放管的输入端。
8.根据权利要求1所述的多频带射频功率放大器，其特征在于，所述级间匹配网络包括第二电感、第一电阻及第二电容；所述第二电感的两端连接在相邻的两级功放管之间；
所述第一电阻一端与所述两级功放管中的前一级功放管的输出端连接，另一端接地；所述第二电容与所述第一电阻并联；
所述阻抗匹配元件连接在所述两级功放管中的后一级功放管的输入端。
9.根据权利要求1或2所述的多频带射频功率放大器，其特征在于，所述输出匹配网络包括匹配微带和连接在匹配微带与地之间的第三电容、第四电容。
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