CN106100595B - 一种带宽带耦合器的功率放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带宽带耦合器的功率放大器，它包括功率放大器、耦合器和天线，耦合器由两根平行的传输线构成，为一个四端口器件；其第一输入端与功率放大器的输出端连接，其第一输出端与天线连接；还包括一用于均衡调节该耦合器的耦合系数的均衡网络电路，均衡网络电路的第二输出端与耦合器第二输入端形成第一连接点，其第一输出端与耦合器第二输出端形成第二连接点，其第一输入端与外部端口连接。它具有如下优点：确保在600M‑2.7GHz带宽范围内，该带宽带耦合器的功率放大器具有均衡单一的耦合系数，保证系统可靠、稳定的运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种带宽带耦合器的功率放大器。
背景技术
随着通信技术的快速发展，射频功率放大器系统其其作用越来越重要，其应用频段也越来越趋向更宽的频率。无线通信技术的不断发展，采用复杂的调制方式和更宽的信号带宽已经成为传输信号不可缺少的特性。通常，功率放大器主要将收发信机输出的已调制射频信号进行功率放大，以满足无线通信所需的射频信号的功率要求；同时放大的射频信号通过耦合器分成两路，一路输出到天线端，一路输出用于功率检测。
在不同的通信制式下，功率放大器放大后的的信号具有不同的输出功率要求和频率特性。为了确保在不同条件下，天线端的输出功率满足要求，通常会利用功率检测端口检测输出功率，从而做到精确的功率控制。因此，耦合器在功率放大器具有重要的作用，其一方面耦合放大信号输出给天线端，另一面用于检测输出功率。为了保证射频功率放大器系统能够正常工作，就需要耦合器的耦合系数在不同的频率和功率下，具有较为均衡的耦合系数。而传统的功率放大器耦合器在600M-2.7GHz带宽内难以实现均衡的耦合系数，因此需要一种功率放大器宽带耦合器设计解决此问题。
传统的功率放大器系统，如图1所示，其包含功率放大器101，耦合器102，电阻R0和天线Pout。输入功率信号Pin先经过功率放大器101放大后，再经过耦合器102接天线Pout，耦合器一端接外部端口104，一端接电阻R1的一端，电阻R1另一端接地。一般，耦合器102由两根平行的传输线构成，其为一个四端口器件。不同的传输线长度和宽带，可以设计出不同耦合系数的耦合器。传统的耦合器设计简单，但其耦合系数在不同的频率下差距较大；比如，已设计完成的某种传统的耦合器，在600MHz频率，其耦合系数为-30db，而当频率变为2.7GHz时，其耦合系数变为-10db。
发明内容
本发明提供了一种带宽带耦合器的功率放大器，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带宽带耦合器的功率放大器，包括功率放大器、耦合器和天线，耦合器由两根平行的传输线构成，为一个四端口器件；其第一输入端与功率放大器的输出端连接，其第一输出端与天线连接；还包括一用于均衡调节该耦合器的耦合系数的均衡网络电路，均衡网络电路的第二输出端与耦合器第二输入端形成第一连接点，其第一输出端与耦合器第二输出端形成第二连接点，其第一输入端与外部端口连接。
一实施例之中：所述均衡网络包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容、第二电容以及第一电感、第二电感。第一电阻与第二电感串联后的电阻端接地，其电感端接第二连接点；第三电阻与第二电容串联后的电容端接地，其电阻端接第二连接点；第一电容与第二电阻串联后的电阻端接地，其电容端接第三连接点；第一电感一端与第一连接点相连，另外一端与第三连接点相连。
一实施例之中：所述均衡网络包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一电容、第二电容以及第一电感、第二电感。第一电阻与第二电感串联后的电阻端接地，其电感端接第二连接点；第三电阻一端与第二连接点相连，另一端与第四电阻形成第四连接点；第四电阻另一端与地相连；第二电容与第五电阻串联后的电阻端接地，其电容端接第四连接点；第一电容与第二电阻串联后的电阻端接地，其电容端接第三连接点；第一电感一端与第一连接点相连，另外一端与第三连接点相连。
一实施例之中：所述第一电阻、第二电阻、第三电阻为多晶硅形成的电阻、MOS管形成的电阻、金属连线所形成的电阻中的任一种或多种。
一实施例之中：所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻为多晶硅形成的电阻、MOS管形成的电阻、金属连线所形成的电阻中的任一种或多种。
一实施例之中：所述第一电容、第二电容为MOS管形成的电容和/或MIM电容。
一实施例之中：所述第一电感、第二电感为金属连线所形成的电感。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
通过增设一用于均衡调节该耦合器的耦合系数的均衡网络电路，确保在600M-2.7GHz带宽范围内，该带宽带耦合器的功率放大器具有均衡单一的耦合系数，保证系统可靠、稳定的运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1绘示了背景技术中所述的传统功率放大器的电路结构图。
图2绘示了本发明所述的一种均衡网络电路结构图。
图3绘示了本发明所述的另一种均衡网络电路结构图。
具体实施方式
一种带宽带耦合器的功率放大器，其包括功率放大器201，耦合器202，均衡网络200以及天线pout。
耦合器202由两根平行的传输线构成，为一个四端口器件；其第一输入端与功率放大器201的输出端连接，其第一输出端与天线pout连接，输入功率信号Pin经过功率放大器201放大后，再经过耦合器202接天线Pout。均衡网络电路200接入到耦合器202耦合通路中。均衡网络电路200第二输出端与耦合器第二输入端形成第一连接点205，其第一输出端与耦合器第二输出端形成第二连接点206，其第一输入端与外部端口(即第三连接点)连接。
本发明所述的一种均衡网络电路200如图2所示，其包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1、第二电容C2以及第一电感L1、第二电感L2。第一电阻R1与第二电感L2串联后的电阻端接地，其电感端接第二连接点206；第三电阻R3与第二电容C2串联后的电容端接地，其电阻端接第二连接点206；第一电容C1与第二电阻R2串联后的电阻端接地，其电容端接第三连接点204；第一电感L1一端与第一连接点205相连，另外一端与第三连接点204相连。
本发明所述的另一种均衡网络电路200如图3所示，与图2所提供的具体实例相对比而言，其均衡网络电路具体结构有所不同。图3所示均衡网络电路300，其包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第一电容C1、第二电容C2以及第一电感L1、第二电感L2。第一电阻R1与第二电感L2串联后的电阻端接地，其电感端接第二连接点206；第三电阻R3一端与第二连接点206相连，另一端与第四电阻形成第四连接点301；第四电阻另一端与地相连；第二电容C2与第五电阻R5串联后的电阻端接地，其电容端接第四连接点301；第一电容C1与第二电阻R2串联后的电阻端接地，其电容端接第三连接点204；第一电感L1一端与第一连接点205相连，另外一端与第三连接点204相连。
所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5为多晶硅形成的电阻、MOS管形成的电阻、金属连线所形成的电阻中的任一种或多种。
所述第一电容C1、第二电容C2为MOS管形成的电容和/或MIM电容。
所述第一电感L1、第二电感L2为金属连线所形成的电感。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种带宽带耦合器的功率放大器，包括功率放大器、耦合器和天线，耦合器由两根平行的传输线构成，为一个四端口器件；其第一输入端与功率放大器的输出端连接，其第一输出端与天线连接；其特征在于：还包括一用于均衡调节该耦合器的耦合系数的均衡网络电路，均衡网络电路的第二输出端与耦合器第二输入端形成第一连接点，其第一输出端与耦合器第二输出端形成第二连接点，其第一输入端与外部端口连接；
所述均衡网络包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容、第二电容以及第一电感、第二电感，第一电阻与第二电感串联后的电阻端接地，其电感端接第二连接点；第三电阻与第二电容串联后的电容端接地，其电阻端接第二连接点；第一电容与第二电阻串联后的电阻端接地，其电容端接第三连接点；第一电感一端与第一连接点相连，另外一端与第三连接点相连。
2.根据权利要求1所述的一种带宽带耦合器的功率放大器，其特征在于：所述第一电容、第二电容为MOS管形成的电容和/或MIM电容。
3.根据权利要求1所述的一种带宽带耦合器的功率放大器，其特征在于：所述第一电感、第二电感为金属连线所形成的电感。
4.根据权利要求1所述的一种带宽带耦合器的功率放大器，其特征在于：所述第一电阻、第二电阻、第三电阻为多晶硅形成的电阻、MOS管形成的电阻、金属连线所形成的电阻中的任一种或多种。
5.一种带宽带耦合器的功率放大器，包括功率放大器、耦合器和天线，耦合器由两根平行的传输线构成，为一个四端口器件；其第一输入端与功率放大器的输出端连接，其第一输出端与天线连接；其特征在于：还包括一用于均衡调节该耦合器的耦合系数的均衡网络电路，均衡网络电路的第二输出端与耦合器第二输入端形成第一连接点，其第一输出端与耦合器第二输出端形成第二连接点，其第一输入端与外部端口连接；
所述均衡网络包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一电容、第二电容以及第一电感、第二电感，第一电阻与第二电感串联后的电阻端接地，其电感端接第二连接点；第三电阻一端与第二连接点相连，另一端与第四电阻形成第四连接点；第四电阻另一端与地相连；第二电容与第五电阻串联后的电阻端接地，其电容端接第四连接点；第一电容与第二电阻串联后的电阻端接地，其电容端接第三连接点；第一电感一端与第一连接点相连，另外一端与第三连接点相连。
6.根据权利要求5所述的一种带宽带耦合器的功率放大器，其特征在于：所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻为多晶硅形成的电阻、MOS管形成的电阻、金属连线所形成的电阻中的任一种或多种。
7.根据权利要求5所述的一种带宽带耦合器的功率放大器，其特征在于：所述第一电容、第二电容为MOS管形成的电容和/或MIM电容。
8.根据权利要求5所述的一种带宽带耦合器的功率放大器，其特征在于：所述第一电感、第二电感为金属连线所形成的电感。
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