CN111147028B - 适用2g到5g工作频段的混合连续类射频功率放大器 - Google Patents

适用2g到5g工作频段的混合连续类射频功率放大器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,包括输入电路、输入匹配电路、稳定网络、滤波偏置电路、晶体管、晶体管栅极连接电路、晶体管漏极连接电路、具有对寄生参数补偿功能的谐波控制网络、基波匹配电路和输出电路,输入匹配电路将混合连续类射频功率放大器源阻抗匹配至50Ω,稳定网络保证晶体管在工作频段内能稳定工作,滤波偏置电路接入晶体管的漏极偏置电压和栅极偏置电压,稳定网络采用RC并联结构来实现,基波匹配电路采用阶梯渐变式电路结构来实现,谐波控制网络包括第一微带线、第二微带线和第三微带线;优点是输出效率较高,晶体管不容易被击穿,对晶体管的耐压和耐流值要求不高,输出功率较高。

Description

适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器
技术领域
本发明涉及一种混合连续类射频功率放大器,尤其是涉及一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器。
背景技术
随着数字无线通信技术的快速发展,在无线通信系统的研制中,射频功率放大器作为无线通信系统中发射机不可缺少的器件,受到了越来越高的重视。射频功率放大器作为无线通信系统中的最后一级,在整个无线通信系统中占有十分重要的地位,它在提高发射信号强度、延长无线通信系统使用时间、降低电源消耗以及减小无线通信系统体积重量等方面均起着关键性作用。由于射频功率放大器本身具有很大的功耗,对于整个无线通信系统来说,射频功率放大器的功耗甚至占到了其总功耗的60%以上,因此,设计高效率和高线性度的射频功率放大器成为目前射频功率放大器设计的主要趋势。
射频功率放大器根据输入信号和输出信号是否存在比例关系分为线性和非线性两种。常见的线性射频功率放大器有A类射频功率放大器、B类射频功率放大器以及AB类射频功率放大器。线性功率放大器通过减小导通角的方法提高工作效率,该类模式射频功率放大器正常工作下,射频功率放大器内部功率晶体管处于导通状态时,功率晶体管的漏极电压和漏极电流输出波形重叠,即同时工作,功率晶体管管耗功率的下降依赖于减小导通角,但由此导致射频功率放大器输出功率也随之减小,功率晶体管管耗功率趋于零时射频功率放大器输出功率也为零。
混合连续类射频功率放大器是近几年来提出的一种新型谐波控制类射频功率放大器。通过分析传统连续F类与B/J类的电压波形推导出混合连续类射频功率放大器的电压波形,并计算出阻抗设计空间,进而设计得到混合连续类射频功率放大器。当前混合连续类射频功率放大器具有简单的负载网络,其依靠谐波控制网络调节电压电流波形使得输出效率提高。但是,现有的混合连续类射频功率放大器存在以下的问题:一、受到晶体管漏极引脚寄生参数及高次谐波的影响,晶体管漏极电压和电流在整个周期内不可避免的发生交叠使得晶体管漏极消耗增加降低了输出效率;二、混合连续类射频功率放大器具有较高的漏极电压和电流,故此对晶体管的耐压和耐流值要求很高,在实际应用时晶体管很容易被击穿,造成大量的经济损失;三、虽然混合连续类射频功率放大器在宽带上实现有较大的优势但是它同时也降低了输出功率,输出功率不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种输出效率较高,在实际应用时晶体管不容易被击穿,对晶体管的耐压和耐流值要求不高,在具有较宽的带宽基础上,输出功率较高的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,包括输入电路、输入匹配电路、稳定网络、滤波偏置电路、晶体管、晶体管栅极连接电路、晶体管漏极连接电路、具有对寄生参数补偿功能的谐波控制网络、基波匹配电路和输出电路,所述的输入电路用于接入外部输入信号,所述的输入匹配电路用于将所述的混合连续类射频功率放大器源阻抗匹配至50Ω,所述稳定网络用于保证所述的晶体管在工作频段内能稳定工作,所述的滤波偏置电路用于接入所述的晶体管的漏极偏置电压和栅极偏置电压,所述的稳定网络采用RC并联结构来实现,所述的基波匹配电路采用阶梯渐变式电路结构来实现,所述的输入匹配电路具有输入端和输出端,所述的稳定网络电路具有输入端和输出端,所述的滤波偏置电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述的输入电路、所述的晶体管栅极连接电路、所述的晶体管漏极连接电路、所述的谐波控制网络、所述的基波匹配电路和所述的输出电路分别具有输入端和输出端,所述的输入电路的输入端为所述的混合连续类射频功率放大器的输入端,所述的输入电路的输出端和所述的输入匹配电路的输入端连接,所述的输入匹配电路的输出端和所述的稳定网络的输入端连接,所述的稳定网络的输出端分别与所述的滤波偏置电路的第一输出端和所述的晶体管栅极连接电路的输入端连接,所述的晶体管栅极连接电路的输出端和所述的晶体管的栅极连接,所述的滤波偏置电路的第一输入端为所述的混合连续类射频功率放大器的第一偏置端,用于接入所述的晶体管的栅极偏置电压。所述的滤波偏置电路的第二输入端为所述的混合连续类射频功率放大器的第二偏置端,用于接入所述的晶体管的漏极偏置电压,所述的晶体管的漏极与所述的晶体管漏极连接电路的输入端连接,所述的晶体管漏极连接电路的输出端和所述的谐波控制网络的输入端连接,所述的谐波控制网络的输出端、所述的滤波偏置电路的第二输出端和所述的基波匹配电路的输入端连接,所述的基波匹配电路的输出端和所述的输出电路的输入端连接,所述的输出电路的输出端为所述的混合连续类射频功率放大器的输出端;所述的谐波控制网络包括第一微带线、第二微带线和第三微带线,所述的第一微带线的一端为所述的谐波控制网络的输入端,所述的第一微带线的另一端、所述的第二微带线的一端和所述的第三微带线的一端连接,所述的第二微带线的另一端开路,所述的第三微带线的另一端为所述的谐波控制网络的输出端,所述的第二微带线为四分之一波长短截线。
所述的第一微带线的长度为2.2mm,宽度为3.3mm,厚度为0.813mm,所述的第二微带线的长度为6mm,宽度为2mm,厚度为0.813mm,所述的第三微带线的长度为0.9mm,宽度为3.5mm,厚度为0.813mm。
所述的基波匹配网络包括第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线和第一电容,所述的第四微带线的一端为所述的基波匹配网络的输入端,所述的第四微带线的另一端和所述的第五微带线的一端连接,所述的第五微带线的另一端和所述的第六微带线的一端连接,所述的第六微带线的另一端和所述的第七微带线的一端连接,所述的第七微带线的另一端和所述的第一电容的一端连接,所述的第一电容的另一端为所述的基波匹配网络的输出端。
所述的第四微带线的长度为20.5mm,宽度为3.9mm,厚度为0.813mm,所述的第五微带线的长度为17mm,宽度为2.4mm,厚度为0.813mm,所述的第六微带线的长度为7mm,宽度为1.8mm,厚度为0.813mm,所述的第七微带线的长度为11mm,宽度为1.3mm,厚度为0.813mm。
所述的输入匹配电路包括第二电容和第八微带线,所述的第二电容的一端为所述的输入匹配电路的输入端,所述的第二电容的另一端和所述的第八微带线的一端连接,所述的第八微带线的另一端为所述的输入匹配电路的输出端,所述的稳定网络包括第一电阻和第三电容,所述的第一电阻的一端和所述的第三电容的一端连接且其连接端为所述的稳定网络的输入端,所述的第一电阻的另一端和所述的第三电容的另一端连接且其连接端为所述的稳定网络的输出端,所述的第八微带线的长度为14mm,宽度为3.5mm,厚度为0.813mm。
所述的晶体管栅极连接电路包括第九微带线,所述的第九微带线的一端为所述的晶体管栅极连接电路的输入端,所述的第九微带线的另一端为所述的晶体管栅极连接电路的输出端,所述的晶体管漏极连接电路包括第十微带线,所述的第十微带线的一端为所述的晶体管漏极连接电路的输入端,所述的第十微带线的另一端为所述的晶体管漏极连接电路的输出端。
所述的第九微带线的长度为5.5mm,宽度为12mm,厚度为0.813mm,所述的第十微带线的长度为1.9mm,宽度为2mm,厚度为0.813mm。
所述的滤波偏置电路包括第四电容、第五电容、第二电阻、第十一微带线和第十二微带线,所述的第四电容的一端和所述的第十一微带线的一端连接且其连接端为所述的滤波偏置电路的第一输入端,所述的第四电容的另一端接地,所述的第十一微带线的另一端和所述的第二电阻的一端连接,所述的第二电阻的另一端为所述的滤波偏置电路的第一输出端,所述的第五电容的一端和所述的第十二微带线的一端连接且其连接端为所述的滤波偏置电路的第二输入端,所述的第五电容的另一端接地,所述的第十二微带线的另一端为所述的滤波偏置电路的输出端,所述的第十一微带线和所述的第十二微带线均为四分之一波长线。
所述的第十一微带线的长度为19mm,宽度为1mm,厚度为0.813mm,所述的第十二微带线的长度为22.5mm,宽度为0.9mm,厚度为0.813mm。
所述的输入电路包括第十三微带线,所述的第十三微带线的一端为所述的输入电路的输入端,所述的第十三微带线的另一端为所述的输入电路的输出端,所述的第十三微带线的特性阻抗为50Ω;所述的输出电路包括第十四微带线,所述的第十四微带线的一端为所述的输出电路的输入端,所述的第十四微带线的另一端为所述的输出电路的输出端,所述的第十四微带线的特性阻抗为50Ω,所述的第十三微带线的长度为10mm,宽度为1.8mm,厚度为0.813mm,所述的第十四微带线的长度为20mm,宽度为1.3mm,厚度为0.813mm。
与现有技术相比,本发明的优点在于通过输入电路、输入匹配电路、稳定网络、滤波偏置电路、晶体管、晶体管栅极连接电路、晶体管漏极连接电路、具有对寄生参数补偿功能的谐波控制网络、基波匹配电路和输出电路构成适用于2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,稳定网络由RC并联结构组成,当频率较高时,稳定网络的总阻抗为0,稳定网络的这种特性降低了2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器的功率消耗,增加了输出功率以及晶体管的稳定性,防止晶体管因不稳定造成击穿损坏产生不必要的损失,寄生参数补偿功能的谐波控制网络由第一微带线、第二微带线和第三微带线组成,该谐波控制网络是基于阻抗缓冲概念的一种新型设计方法所设计,采用该设计方式和负载牵引技术相结合可以有效的将功放的高次谐波分量和基波阻抗控制在一个很小的区域内,这样就可以使混合连续类射频功率放大器在2G到5G工作频段内都具有非常高的效率,基波匹配电路采用阶梯渐变式电路结构实现,将功放的高次谐波分量滤除掉并使功放的基波分量得到非常完美的匹配效果而且增加了功放的整体输出功率,并且在后期电路调试的时候相对并联短截线结构可以防止信号频率偏移,由此本发明输出效率较高,在实际应用时晶体管不容易被击穿,对晶体管的耐压和耐流值要求不高,在具有较宽的带宽基础上,输出功率较高。
附图说明
图1为本发明的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器的电路图;
图2为本发明的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器的谐波控制网络加基波匹配电路的结构;
图3为本发明的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器在电流源平面的输出阻抗变化轨迹;
图4为本发明的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器的测试与仿真结果;
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例:如图1所示,一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,包括输入电路1、输入匹配电路2、稳定网络3、滤波偏置电路4、晶体管T1、晶体管栅极连接电路5、晶体管漏极连接电路6、具有对寄生参数补偿功能的谐波控制网络7、基波匹配电路8和输出电路9,输入电路1用于接入外部输入信号,输入匹配电路2用于将混合连续类射频功率放大器源阻抗匹配至50Ω,所述稳定网络3用于保证晶体管T1在工作频段内能稳定工作,滤波偏置电路4用于接入晶体管的漏极偏置电压VDS和栅极偏置电压VGS,稳定网络3采用RC并联结构来实现,基波匹配电路8采用阶梯渐变式电路结构来实现,输入匹配电路2具有输入端和输出端,稳定网络3电路具有输入端和输出端,滤波偏置电路4具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,输入电路1、晶体管栅极连接电路5、晶体管漏极连接电路6、谐波控制网络7、基波匹配电路8和输出电路9分别具有输入端和输出端,输入电路1的输入端为混合连续类射频功率放大器的输入端,输入电路1的输出端和输入匹配电路2的输入端连接,输入匹配电路2的输出端和稳定网络3的输入端连接,稳定网络3的输出端分别与滤波偏置电路4的第一输出端和晶体管栅极连接电路5的输入端连接,晶体管栅极连接电路5的输出端和晶体管T1的栅极连接,滤波偏置电路4的第一输入端为混合连续类射频功率放大器的第一偏置端,用于接入晶体管T1的栅极偏置电压。滤波偏置电路4的第二输入端为混合连续类射频功率放大器的第二偏置端,用于接入晶体管T1的漏极偏置电压,晶体管T1的漏极与晶体管漏极连接电路6的输入端连接,晶体管漏极连接电路6的输出端和谐波控制网络7的输入端连接,谐波控制网络7的输出端、滤波偏置电路4的第二输出端和基波匹配电路8的输入端连接,基波匹配电路8的输出端和输出电路9的输入端连接,输出电路9的输出端为混合连续类射频功率放大器的输出端;谐波控制网络7包括第一微带线TL1、第二微带线TL2和第三微带线TL3,第一微带线TL1的一端为谐波控制网络7的输入端,第一微带线TL1的另一端、第二微带线TL2的一端和第三微带线TL3的一端连接,第二微带线TL2的另一端开路,第三微带线TL3的另一端为谐波控制网络7的输出端,第二微带线TL2为四分之一波长短截线。
本实施例中,基波匹配网络包括第四微带线TL4、第五微带线TL5、第六微带线TL6、第七微带线TL7和第一电容C1,第四微带线TL4的一端为基波匹配网络的输入端,第四微带线TL4的另一端和第五微带线TL5的一端连接,第五微带线TL5的另一端和第六微带线TL6的一端连接,第六微带线TL6的另一端和第七微带线TL7的一端连接,第七微带线TL7的另一端和第一电容C1的一端连接,第一电容C1的另一端为基波匹配网络的输出端。
本实施例中,输入匹配电路2包括第二电容C2和第八微带线TL8,第二电容C2的一端为输入匹配电路2的输入端,第二电容C2的另一端和第八微带线TL8的一端连接,第八微带线TL8的另一端为输入匹配电路2的输出端,稳定网络3包括第一电阻R1和第三电容C3,第一电阻R1的一端和第三电容C3的一端连接且其连接端为稳定网络3的输入端,第一电阻R1的另一端和第三电容C3的另一端连接且其连接端为稳定网络3的输出端.
本实施例中,晶体管栅极连接电路5包括第九微带线TL9,第九微带线TL9的一端为晶体管栅极连接电路5的输入端,第九微带线TL9的另一端为晶体管栅极连接电路5的输出端,晶体管漏极连接电路6包括第十微带线TL10,第十微带线TL10的一端为晶体管漏极连接电路6的输入端,第十微带线TL10的另一端为晶体管漏极连接电路6的输出端。
本实施例中,滤波偏置电路4包括第四电容C4、第五电容C5、第二电阻R2、第十一微带线TL11和第十二微带线TL12,第四电容C4的一端和第十一微带线TL11的一端连接且其连接端为滤波偏置电路4的第一输入端,第四电容C4的另一端接地,第十一微带线TL11的另一端和第二电阻R2的一端连接,第二电阻R2的另一端为滤波偏置电路4的第一输出端,第五电容C5的一端和第十二微带线TL12的一端连接且其连接端为滤波偏置电路4的第二输入端,第五电容C5的另一端接地,第十二微带线TL12的另一端为滤波偏置电路4的输出端,第十一微带线TL11和第十二微带线TL12均为四分之一波长线。
本实施例中,输入电路1包括第十三微带线TL13,第十三微带线TL13的一端为输入电路1的输入端,第十三微带线TL13的另一端为输入电路1的输出端,第十三微带线TL13的特性阻抗为50Ω;输出电路9包括第十四微带线TL14,第十四微带线TL14的一端为输出电路9的输入端,第十四微带线TL14的另一端为输出电路9的输出端,第十四微带线TL14的特性阻抗为50Ω。
本实施例中,第一微带线TL1的长度为2.2mm,宽度为3.3mm,厚度为0.813mm,第二微带线TL2的长度为6mm,宽度为2mm,厚度为0.813mm,第三微带线TL3的长度为0.9mm,宽度为3.5mm,厚度为0.813mm,第四微带线TL4的长度为20.5mm,宽度为3.9mm,厚度为0.813mm,第五微带线TL5的长度为17mm,宽度为2.4mm,厚度为0.813mm,第六微带线TL6的长度为7mm,宽度为1.8mm,厚度为0.813mm,第七微带线TL7的长度为11mm,宽度为1.3mm,厚度为0.813mm,第八微带线TL8的长度为14mm,宽度为3.5mm,厚度为0.813mm,第九微带线TL9的长度为5.5mm,宽度为12mm,厚度为0.813mm,第十微带线TL10的长度为1.9mm,宽度为2mm,厚度为0.813mm,第十一微带线TL11的长度为19mm,宽度为1mm,厚度为0.813mm,第十二微带线TL12的长度为22.5mm,宽度为0.9mm,厚度为0.813mm,第十三微带线TL13的长度为10mm,宽度为1.8mm,厚度为0.813mm,第十四微带线TL14的长度为20mm,宽度为1.3mm,厚度为0.813mm。
本发明的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器的谐波控制网络加基波匹配电路的结构如图2所示。图2所示结构主要分为四部分,第一部分为晶体管的等效封装模型,它包含了晶体管寄生效应和器件封装参数,在电流源平面可以很好的对晶体管进行分析;第二部分是谐波控制网络,该谐波控制网络主要采用阻抗中心缓冲概念所设计的,可以非常有效的控制高次谐波;第三部分是输出阻抗匹配电路,该部分电路主要采用阶跃阻抗低通滤波结构,可以有效的将高次谐波滤除,并且可以提高晶体管的功率和效率;第四部分是滤波偏置网络电路,它可以将直流电源的杂波滤除,并可以阻止信号流入直流信号中。通过对图2的分析可以得出如图3所示的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器在电流源平面的输出阻抗变化轨迹。从图3可以看出:在0.3-3.6G相对带宽164%的超宽带内,本发明的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器均可以将基波阻抗控制在一个小范围内,降低了宽带匹配的难度,同样也可以看出它的二次谐波有效的控制在短路区域,最终会使晶体管的输出电压电流交替叠加,增加了晶体管的效率。
本发明的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器中晶体管T1选用CREE公司的GaN HEMT场效应晶体管CGH40010F作为,借助Agilent ADS仿真软件,利用本发明的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器的电路结构,并采用实施例一中各微带线的具体尺寸,设计了一款中心频率为1.95GHz、有效工作带宽为3.3G的适用于2G到5G的混合连续类射频功率放大器,其漏极偏置电压VDS为28V,栅极偏置电压VGS为-2.8V。选取基波匹配电路的中心频率为1.95GHz。采用Rogers4003C板材,其介电常数为3.55、厚度为0.815mm、敷铜厚度18um。首先通过采用Agilent ADS负载牵引技术确定该混合连续类射频功率放大器的最佳源阻抗,然后与传统混合连续类射频功率放大器采用相同方法,利用简单的阻抗变换结构即可实现输入匹配电路的设计。在该混合连续类射频功率放大器的输出端,第四微带线TL4、第五微带线TL5、第六微带线TL6、第七微带线7和第一电容C1共同构成了基波匹配电路,通过ADS负载牵引系统得到晶体管及谐波控制网络整体的输出阻抗,然后通过基波匹配电路将其匹配至50欧姆,完成混合连续类射频功率放大器输出端匹配电路的设计。考虑实际工程中电容及射频端口的焊接问题,在输入输出端串联一段特性阻抗为50欧姆的微带线(第十三微带线TL13和第十四微带线TL14)分别作为输入电路和输出电路。采用单音正弦信号对该混合连续类射频功率放大器进行了测试,其实测和仿真结果如图4所示。图4中,Measured Pout和Simulated Pout分别表示混合连续类射频功率放大器实际测试输出功率和仿真输出功率;DE和DE分别表示混合连续类射频功率放大器实际测试漏极效率和仿真漏极效率;Gain测试和Gain仿真分别表示混合连续类射频功率放大器实际测试增益和仿真增益。图4中混合连续类射频功率放大器的测试和仿真效果在坐标轴中分左右半轴显示,其中左半轴表示混合连续类射频功率放大器增益和输出功率,右半轴表示漏极效率。从图4中可以看出:该混合连续类射频功率放大器仿真结果与实测效果基本保持一致,在整个工作频带内(0.3-3.6GHz)功放DE为58.4-72.6%,最高漏极效率高达72.6%,输出功率在39.8-42.05dBm之间,增益高达18dB。最终测试结果表明,本发明的适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器在0.3-3.5G相对带宽164%的超宽带内都具有10dB以上的增益以及58%以上的效率。

Claims (9)

1.一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,其特征在于包括输入电路、输入匹配电路、稳定网络、滤波偏置电路、晶体管、晶体管栅极连接电路、晶体管漏极连接电路、具有对寄生参数补偿功能的谐波控制网络、基波匹配电路和输出电路,所述的输入电路用于接入外部输入信号,所述的输入匹配电路用于将所述的混合连续类射频功率放大器源阻抗匹配至50Ω,所述稳定网络用于保证所述的晶体管在工作频段内能稳定工作,所述的滤波偏置电路用于接入所述的晶体管的漏极偏置电压和栅极偏置电压,所述的稳定网络采用RC并联结构来实现,所述的基波匹配电路采用阶梯渐变式电路结构来实现,所述的输入匹配电路具有输入端和输出端,所述的稳定网络电路具有输入端和输出端,所述的滤波偏置电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述的输入电路、所述的晶体管栅极连接电路、所述的晶体管漏极连接电路、所述的谐波控制网络、所述的基波匹配电路和所述的输出电路分别具有输入端和输出端,所述的输入电路的输入端为所述的混合连续类射频功率放大器的输入端,所述的输入电路的输出端和所述的输入匹配电路的输入端连接,所述的输入匹配电路的输出端和所述的稳定网络的输入端连接,所述的稳定网络的输出端分别与所述的滤波偏置电路的第一输出端和所述的晶体管栅极连接电路的输入端连接,所述的晶体管栅极连接电路的输出端和所述的晶体管的栅极连接,所述的滤波偏置电路的第一输入端为所述的混合连续类射频功率放大器的第一偏置端,用于接入所述的晶体管的栅极偏置电压;所述的滤波偏置电路的第二输入端为所述的混合连续类射频功率放大器的第二偏置端,用于接入所述的晶体管的漏极偏置电压,所述的晶体管的漏极与所述的晶体管漏极连接电路的输入端连接,所述的晶体管漏极连接电路的输出端和所述的谐波控制网络的输入端连接,所述的谐波控制网络的输出端、所述的滤波偏置电路的第二输出端和所述的基波匹配电路的输入端连接,所述的基波匹配电路的输出端和所述的输出电路的输入端连接,所述的输出电路的输出端为所述的混合连续类射频功率放大器的输出端;所述的谐波控制网络包括第一微带线、第二微带线和第三微带线,所述的第一微带线的一端为所述的谐波控制网络的输入端,所述的第一微带线的另一端、所述的第二微带线的一端和所述的第三微带线的一端连接,所述的第二微带线的另一端开路,所述的第三微带线的另一端为所述的谐波控制网络的输出端,所述的第二微带线为四分之一波长短截线;
所述的基波匹配电路包括第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线和第一电容,所述的第四微带线的一端为所述的基波匹配电路的输入端,所述的第四微带线的另一端和所述的第五微带线的一端连接,所述的第五微带线的另一端和所述的第六微带线的一端连接,所述的第六微带线的另一端和所述的第七微带线的一端连接,所述的第七微带线的另一端和所述的第一电容的一端连接,所述的第一电容的另一端为所述的基波匹配电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,其特征在于所述的第一微带线的长度为2.2mm,宽度为3.3mm ,厚度为0.813mm ,所述的第二微带线的长度为6mm ,宽度为2mm,厚度为0.813mm,所述的第三微带线的长度为0.9mm,宽度为3.5mm,厚度为0.813 mm。
3.根据权利要求1所述的一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,其特征在于所述的第四微带线的长度为20.5mm,宽度为3.9mm,厚度为0.813mm,所述的第五微带线的长度为17mm,宽度为2.4mm,厚度为0.813mm,所述的第六微带线的长度为7mm,宽度为1.8mm,厚度为0.813mm,所述的第七微带线的长度为11mm,宽度为1.3mm,厚度为0.813mm。
4.根据权利要求1所述的一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,其特征在于所述的输入匹配电路包括第二电容和第八微带线,所述的第二电容的一端为所述的输入匹配电路的输入端,所述的第二电容的另一端和所述的第八微带线的一端连接,所述的第八微带线的另一端为所述的输入匹配电路的输出端,所述的稳定网络包括第一电阻和第三电容,所述的第一电阻的一端和所述的第三电容的一端连接且其连接端为所述的稳定网络的输入端,所述的第一电阻的另一端和所述的第三电容的另一端连接且其连接端为所述的稳定网络的输出端,所述的第八微带线的长度为14mm,宽度为3.5mm,厚度为0.813mm。
5.根据权利要求1所述的一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,其特征在于所述的晶体管栅极连接电路包括第九微带线,所述的第九微带线的一端为所述的晶体管栅极连接电路的输入端,所述的第九微带线的另一端为所述的晶体管栅极连接电路的输出端,所述的晶体管漏极连接电路包括第十微带线,所述的第十微带线的一端为所述的晶体管漏极连接电路的输入端,所述的第十微带线的另一端为所述的晶体管漏极连接电路的输出端。
6.根据权利要求5所述的一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,其特征在于所述的第九微带线的长度为5.5mm,宽度为12mm,厚度为0.813mm,所述的第十微带线的长度为1.9mm,宽度为2mm,厚度为0.813mm。
7.根据权利要求1所述的一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,其特征在于所述的滤波偏置电路包括第四电容、第五电容、第二电阻、第十一微带线和第十二微带线,所述的第四电容的一端和所述的第十一微带线的一端连接且其连接端为所述的滤波偏置电路的第一输入端,所述的第四电容的另一端接地,所述的第十一微带线的另一端和所述的第二电阻的一端连接,所述的第二电阻的另一端为所述的滤波偏置电路的第一输出端,所述的第五电容的一端和所述的第十二微带线的一端连接且其连接端为所述的滤波偏置电路的第二输入端,所述的第五电容的另一端接地,所述的第十二微带线的另一端为所述的滤波偏置电路的输出端,所述的第十一微带线和所述的第十二微带线均为四分之一波长线。
8.根据权利要求7所述的一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,其特征在于所述的第十一微带线的长度为19mm,宽度为1mm,厚度为0.813mm,所述的第十二微带线的长度为22.5mm,宽度为0.9mm,厚度为0.813mm。
9.根据权利要求1所述的一种适用2G到5G工作频段的混合连续类射频功率放大器,其特征在于所述的输入电路包括第十三微带线,所述的第十三微带线的一端为所述的输入电路的输入端,所述的第十三微带线的另一端为所述的输入电路的输出端,所述的第十三微带线的特性阻抗为50Ω;所述的输出电路包括第十四微带线,所述的第十四微带线的一端为所述的输出电路的输入端,所述的第十四微带线的另一端为所述的输出电路的输出端,所述的第十四微带线的特性阻抗为50Ω,所述的第十三微带线的长度为10mm,宽度为1.8mm,厚度为0.813mm,所述的第十四微带线的长度为20mm,宽度为1.3mm,厚度为0.813mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112583358A (zh) * 2020-12-08 2021-03-30 辽宁工程技术大学 一种双波段可重构功率放大器
CN113114132B (zh) * 2021-03-12 2023-02-14 华南理工大学 一种适用于5g基站的功率放大器及通信设备
CN113258889B (zh) * 2021-03-29 2022-09-02 电子科技大学 一种宽带功率放大器
CN113395043B (zh) * 2021-05-25 2024-03-29 杭州电子科技大学 一种基于精确谐波控制的高效率双频功率放大器及其设计方法
CN113422584A (zh) * 2021-05-31 2021-09-21 北京无线电测量研究所 一种功率放大器
CN113659935B (zh) * 2021-10-21 2022-03-15 南京正銮电子科技有限公司 一种高斯脉冲功率放大器及发射机
CN114139483B (zh) * 2021-11-19 2024-07-19 南京航空航天大学 宽带射频功放的设计方法及宽带射频功放
CN118232672B (zh) * 2024-05-23 2024-07-30 电子科技大学(深圳)高等研究院 一种双频整流电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014131166A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 増幅装置
CN108494374A (zh) * 2018-04-09 2018-09-04 中国科学院微电子研究所 一种射频功率放大器电路
CN207868368U (zh) * 2018-03-02 2018-09-14 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种Ku频段三路功率分配/合成器
CN110365301A (zh) * 2019-06-06 2019-10-22 宁波大学 一种适用于5g的逆e类射频功率放大器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014131166A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 増幅装置
CN207868368U (zh) * 2018-03-02 2018-09-14 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种Ku频段三路功率分配/合成器
CN108494374A (zh) * 2018-04-09 2018-09-04 中国科学院微电子研究所 一种射频功率放大器电路
CN110365301A (zh) * 2019-06-06 2019-10-22 宁波大学 一种适用于5g的逆e类射频功率放大器

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