CN106921354A - 用于射频功率放大器的宽带匹配电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于射频功率放大器的宽带匹配电路，所述电路包括第一微带线、电容、第二微带线和第三微带线，第一微带线的第一端与射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，第二端为开路；电容的第一端与射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，第二端与第二微带线的第一端和第三微带线的第一端相连；第二微带线的第一端与电容的第二端和第三微带线的第一端相连，第二端与地相连；第三微带线的第一端与电容的第二端和第二微带线相连的第一端相连，第二端为电路的输出端。本发明仅采用三段微带线和一个电容，使得功率放大器的体积更小，而且避免了过多PCB上的功率损耗。此外，本发明提供的电路在优化时所需要调节的参数较少，优化过程较为方便快捷。

Description

用于射频功率放大器的宽带匹配电路
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种用于射频功率放大器的宽带匹配电路。
背景技术
功率放大器作为通信设备中的关键部件，是宽带化的技术瓶颈。功率放大器处于发射机末端，数量最多，成本最高，其性能的好坏直接影响基站的工作状态，其输出功率直接决定了信号的发射距离，其效率直接决定着基站的能耗效率。高效率的功率放大器能够有效地降低基站的能耗，从而降低通信网络的电力成本，而这样也符合国家节能减排的要求。
在实现宽带功率放大器的过程中，宽带匹配电路是不可或缺的一部分，它直接决定了射频功率放大器的工作频带的范围。对于大功率的射频功率放大器，由于其输出功率高，PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)引起损耗的功率更为严重，所以希望尽可能以短的信号通路走线，来实现阻抗的匹配。
目前，射频功率放大器的宽带匹配电路往往通过多枝节的微带电路实现，如图1所示，TL1-TL6均为微带线，一旦需要增加带宽，则需要增加枝节，进而增加了信号通路中串联的微带线长度，使得功率放大器的体积增加，而且，过长的PCB走线会引入更多的输出功率损耗。此外，这种方法在优化时需要调节的参数量过多，优化过程相对繁琐复杂。
发明内容
本发明提供的一种用于大功率射频功率放大器的宽带匹配电路，仅采用三段微带线和一个隔直电容，三段微带线中仅有一段串联在信号通路中，使得功率放大器的体积更小，而且避免了过多PCB上的功率损耗。此外，本发明提供的电路在优化时所需要调节的参数较少，优化过程较为方便快捷。
本发明提供一种用于射频功率放大器的宽带匹配电路，包括：
第一微带线、电容、第二微带线和第三微带线，其中，
所述第一微带线的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述第一微带线的第二端为开路；
所述电容的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述电容的第二端与所述第二微带线的第一端和所述第三微带线的第一端相连；
所述第二微带线的第一端与所述电容的第二端和所述第三微带线的第一端相连，所述第二微带线的第二端与地相连；
所述第三微带线的第一端与所述电容的第二端和所述第二微带线相连的第一端相连，所述第三微带线的第二端为所述电路的输出端。
可选地，所述电路的输入端为所述第一微带线的第一端和所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极之间的任一点。
可选地，所述电容的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述电容的第二端与所述第二微带线的第一端和所述第三微带线的第一端相连包括：
所述电容的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极通过焊接或电路印刷的方式相连，所述电容的第二端与所述第二微带线的第一端和所述第三微带线的第一端通过焊接或电路印刷的方式相连。
本发明实施例提供的用于射频功率放大器的宽带匹配电路，包括第一微带线、电容、第二微带线和第三微带线，其中，所述第一微带线的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述第一微带线的第二端为开路；所述电容的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述电容的第二端与所述第二微带线的第一端和所述第三微带线的第一端相连；所述第二微带线的第一端与所述电容的第二端和所述第三微带线的第一端相连，所述第二微带线的第二端与地相连；所述第三微带线的第一端与所述电容的第二端和所述第二微带线相连的第一端相连，所述第三微带线的第二端为所述电路的输出端。仅采用三段微带线和一个隔直电容，三段微带线中仅有一段串联在信号通路中，使得功率放大器的体积更小，而且避免了过多PCB上的功率损耗。此外，本发明提供的电路在优化时所需要调节的参数较少，优化过程较为方便快捷。
附图说明
图1为传统的射频功率放大器的宽带匹配电路的示意图；
图2为本发明一实施例用于射频功率放大器的宽带匹配电路的示意图；
图3为本发明一实施例用于射频功率放大器的宽带匹配电路的仿真图；
图4为本发明一实施例用于射频功率放大器的宽带匹配电路的第二仿真图；
图5为本发明一实施例用于射频功率放大器的宽带匹配电路的第三仿真图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种用于射频功率放大器的宽带匹配电路，如图2所示，所述电路包括：
第一微带线11、电容12、第二微带线12和第三微带线14，其中，
所述第一微带线11的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述第一微带线11的第二端为开路。
所述电容12的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述电容12的第二端与所述第二微带线13的第一端和所述第三微带线14的第一端相连。
可选地，所述电容的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极通过焊接或电路印刷的方式相连，所述电容的第二端与所述第二微带线的第一端和所述第三微带线的第一端通过焊接或电路印刷的方式相连。
所述第二微带线13的第一端与所述电容12的第二端和所述第三微带线14的第一端相连，所述第二微带线13的第二端与地相连。
所述第三微带线14的第一端与所述电容12的第二端和所述第二微带线13相连的第一端相连，所述第三微带线14的第二端为所述电路的输出端。
可选地，所述电路的输入端为所述第一微带线的第一端和所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极之间的任一点。
本发明实施例提供的用于射频功率放大器的宽带匹配电路，包括第一微带线、电容、第二微带线和第三微带线，其中，所述第一微带线的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述第一微带线的第二端为开路；所述电容的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述电容的第二端与所述第二微带线的第一端和所述第三微带线的第一端相连；所述第二微带线的第一端与所述电容的第二端和所述第三微带线的第一端相连，所述第二微带线的第二端与地相连；所述第三微带线的第一端与所述电容的第二端和所述第二微带线相连的第一端相连，所述第三微带线的第二端为所述电路的输出端。仅采用三段微带线和一个隔直电容，三段微带线中仅有一段串联在信号通路中，使得功率放大器的体积更小，而且避免了过多PCB上的功率损耗。此外，本发明提供的电路在优化时所需要调节的参数较少，优化过程较为方便快捷。
具体地，当频率变化时，第一段微带线和第二段微带线电长度的变化有抵消作用，电容和第三段微带线的变化有抵消作用，所以可以实现在宽频带上的阻抗匹配。以将50Ω的阻抗匹配到(15+j*12)Ω的阻抗为例，本发明按照所述电路对匹配结果用Smith软件进行了仿真，仿真结果如图3、图4和图5所示。在图3中，当频率变化时，第一段微带线和第二段微带线电长度的变化都在导纳圆的方向上，电容和第三段微带线的变化在阻抗圆的方向上，而且相互之间的变化趋势相反。在图4中，横轴为输入信号的频率，纵轴为输入反射系数，输入反射系数越小意味着输入输出的阻抗越匹配，图中可观察到1.5GHz到5GHz的输入反射系数都在-15dB以下，匹配良好。在图5中，横轴为输入信号的频率，纵轴为匹配网络的传输损耗，可见在1.5GHz到5GHz内，损耗都在-0.11dB以上，损耗较小。最终，实现了1.5GHz到5GHz的阻抗匹配，亦即将50Ω的阻抗匹配到了(15+j*12)Ω的阻抗。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种用于射频功率放大器的宽带匹配电路，其特征在于，所述电路包括：
第一微带线、电容、第二微带线和第三微带线，其中，
所述第一微带线的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述第一微带线的第二端为开路；
所述电容的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述电容的第二端与所述第二微带线的第一端和所述第三微带线的第一端相连；
所述第二微带线的第一端与所述电容的第二端和所述第三微带线的第一端相连，所述第二微带线的第二端与地相连；
所述第三微带线的第一端与所述电容的第二端和所述第二微带线相连的第一端相连，所述第三微带线的第二端为所述电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路的输入端为所述第一微带线的第一端和所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极之间的任一点。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电容的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极相连，所述电容的第二端与所述第二微带线的第一端和所述第三微带线的第一端相连包括：
所述电容的第一端与所述射频功率放大器中MOS管的栅极或漏极通过焊接或电路印刷的方式相连，所述电容的第二端与所述第二微带线的第一端和所述第三微带线的第一端通过焊接或电路印刷的方式相连。
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