CN106130493A - 一种低成本微波射频可控功率放大电路 - Google Patents

一种低成本微波射频可控功率放大电路 Download PDF

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CN106130493A CN201610752372.9A CN201610752372A CN106130493A CN 106130493 A CN106130493 A CN 106130493A CN 201610752372 A CN201610752372 A CN 201610752372A CN 106130493 A CN106130493 A CN 106130493A
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刘达
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    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers

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Abstract

本发明提供了一种低成本微波射频可控功率放大电路,调制级、滤波器、放大器依次连接,放大器包括依次连接的前级放大芯片和后级放大芯片。本发明利用进口器件MAAP‑010168芯片为主结合MMG3014NT1芯片搭建低成本可调功放电路的实现,通过调节MAAP‑010168的正极供电电压,可实现4W至10W的输出功率覆盖。降低成本的同时实现满足现有产品的需求指标的目的,不仅产品指标覆盖面广,性能稳定,而且旁路电路易于实现,成本低廉。

Description

一种低成本微波射频可控功率放大电路
技术领域
本发明涉及一种低成本微波射频可控功率放大电路,属于微波射频领域。
背景技术
功率放大电路是射频领域的核心组成部分。而功率放大电路大部分是点对点,无法有较大的指标覆盖,因此在选用过程中由于功放覆盖面窄,功放数量种类繁多,同时功放单片价格昂贵等问题造成了功放电路复杂多样,成本居高不下等问题。例如国内十三所所研制的MMPA2223-39功放模块稳定输出8W功率,MMPA2223-36功放模块稳定输出4W,而MK2223-36F与MMPA2223-36功放模块供电需求以及旁路电路又不尽相同,单片价格高于6000元的同时无法进行单片功放覆盖多项指标。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种低成本微波射频可控功率放大电路,该低成本微波射频可控功率放大电路通过MAAP-010168芯片为主结合MMG3014NT1芯片的方式,不仅产品指标覆盖面广,性能稳定,而且旁路电路简单,元器件成本低廉。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种低成本微波射频可控功率放大电路,调制级、滤波器、放大器依次连接,放大器包括依次连接的前级放大芯片和后级放大芯片。
所述前级放大芯片为MMG3014NT1。
所述后级放大芯片为MAAP-010168。
所述后级放大芯片前级和后级均串联有隔直电容。
所述前后级放大阻抗匹配电路均用Smith圆图进行阻抗匹配。
所述隔值电容的容量为120pF。
本发明的有益效果在于:利用进口器件MAAP-010168模块为主结合MMG3014NT1模块搭建低成本可调功放电路的实现,通过调节MAAP-010168的正极供电电压,可实现4W至10W的输出功率覆盖。降低成本的同时实现满足现有产品的需求指标的目的,不仅产品指标覆盖面广,性能稳定,而且旁路电路易于实现,成本低廉。
附图说明
图1是本发明的连接示意图;
图2是本发明技术指标验证的功率离散图;
图3是本发明技术指标验证的取样对比图;
图4是本发明技术指标验证的5V下注入与输出功率对应图;
图5是本发明技术指标验证的10V下注入与输出功率对应图;
图6是本发明技术指标验证的5V下高低温线性对比图;
图7是本发明技术指标验证的10V下高低温线性对比图;
图8是本发明技术指标验证的老炼结果图;
图9是本发明技术指标验证的增益与注入输出关系图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种低成本微波射频可控功率放大电路,调制级、滤波器、放大器依次连接,放大器包括依次连接的前级放大芯片和后级放大芯片。
所述前级放大芯片为MMG3014NT1。
所述后级放大芯片为MAAP-010168。
所述后级放大芯片前级和后级均串联有隔直电容。
所述前后级放大阻抗匹配电路均用Smith圆图进行阻抗匹配设计。
所述隔值电容的容量为120pF。
MAAP-010168是一款两级放大单片功率放大芯片。体积小,具有10引脚0.92mil×0.42mil Bulk封装;工作频率范围很宽,从300MHz至3GHz,使用MAAP-010168替换实现会更简单;额定温度范围为-40℃至+80℃;芯片覆盖测试频率范围在饱和注入功率(24dBm)下,输出可达+41dBm;1dB压缩点达到39dBm,在实际使用中信号不容易失真;功率增益达到24dB,线性变化良好,便于操作;谐波抑制率在45dB,完全高于现有协议功放的指标;理论使用环境下产品的效率达到30%;传统功率放大芯片中有很大一部分为非50Ω特性阻抗,在用到50Ω阻抗系统中要进行阻抗变换,电路匹配,而MAAP-010168的输入、输出阻抗为50Ω,大大降低了调试难度。
MMG3014NT1是一款小信号高带宽线性放大芯片。工作频率覆盖40MHz至4GHz,完全满足我厂目前产品的使用需求。封装采用常见的SOT-89封装,便于同类不同性能芯片替换。+19.5dB@900MHz的小信号增益,对于滤波器输出端5至9dBm的注入功率,仍有富余的设计余量。1dB压缩点达到+25.8dBm,满足MAAP-010168的注入端使用需求。900MHz频率和5.7dB噪声系数(NF)下具有+40.5dBm输出三阶截点(OIP3),可以将输出功率控制在更高的水平上,减小后面设备的压力。
由于MAAP-010168注入与输出级内部匹配50Ω,对外部功率链接通过仿真计算匹配相应阻抗电路,在输入与输出级增加了两只120pf,C20、C21匹配隔值电容用于隔离直流,匹配阻抗的用途。
验证主要集中在如下参数进行:
验证中心频率:2.2GHz-2.3GHz;
验证供电电压:VDD为+10V和+5V,VGG为-0.7;
注入功率:5至9dBm;
测试温度环境:常温(16℃左右),高温(+65℃),低温(-40℃);
老炼工作运行时间:不低于35min。
在表1可以看出经济效益表现,MAAP-010168+MMG3014NT1与现有的功放所搭建的电路相比大幅降低了发射机的制造成本,缩短了供货周期,增加了产品的覆盖面,提高了产品的一致性,降低了设计成本。
表1经济效益对比
如图2、3所示,功率离散是测试环境为注入频率2250.5MHz,注入功率24dBm,正压设置+10V,负压-0.7V下进行的,图3中取样电流4A,输出11.6W点进行离散数据对比,可以看出同一环境下,验证功放输出结果稳定一致性较高。
如图4、5所示,注入功率与输出功率线性的情况,MAAP-010168放大芯片不建议通过控制注入功率来调整输出功率,在注入功率饱和的状态下,MAAP-010168放大芯片工作稳定。
如图6、7所示,在常温、低温,高温下功放在足够的热容下,本发明功放输出功率一致性较高,性能较稳定。
如图8所示,老炼试验中验证功放在40分钟内,输出功率稳定性较高。
如图9所示,增益与注入与输出呈现线性,指标稳定,符合使用需求。

Claims (6)

1.一种低成本微波射频可控功率放大电路,其特征在于:调制级、滤波器、放大器依次连接,放大器包括依次连接的前级放大芯片和后级放大芯片。
2.如权利要求1所述的低成本微波射频可控功率放大电路,其特征在于:所述前级放大芯片为MMG3014NT1。
3.如权利要求1所述的低成本微波射频可控功率放大电路,其特征在于:所述后级放大芯片为MAAP-010168。
4.如权利要求1所述的低成本微波射频可控功率放大电路,其特征在于:所述后级放大芯片前级和后级均串联有隔直电容。
5.如权利要求4所述的低成本微波射频可控功率放大电路,其特征在于:所述隔值电容的容量为120pF。
6.如权利要求1所述的低成本微波射频可控功率放大电路,其特征在于:前后级放大阻抗匹配电路均用Smith圆图进行阻抗匹配。
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CN1330500A (zh) * 2000-06-27 2002-01-09 国际商业机器公司 有效生成低功率射频信号的电路
CN101502004A (zh) * 2006-07-28 2009-08-05 飞思卡尔半导体公司 可重构的阻抗匹配和谐波滤波器系统

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李咏梅: "高效率射频功率放大器的设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
李根: "高效率射频功率放大器的设计与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
杨军亮: "TD-SCDMA发射机射频电路设计与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
程光伟等: "S波段宽带微波固态功率放大器的设计", 《西安工业大学学报》 *

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