CN115603681A - 一种高带外抑制宽带滤波集成功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，所述滤波集成功率放大器包括：输入匹配网络组件，其中，第一级联耦合线与第二级联耦合线斜对向端口级联，第一级联耦合线的输入端加载单端短路耦合线，第一级联耦合线输出端口的同侧另一端口加载双端加载开路耦合线，第二级联耦合线的输出端加载开路支节；输出匹配网络组件，其中，第三级联耦合线与第四级联耦合线斜对向端口级联，第三级联耦合线的输入端加载开路支节，第四级联耦合线输入端口的同侧另一端口加载双端加载开路耦合线，第四级联耦合线的输出端加载单端短路耦合线；稳定网络组件，包括电容和电阻；晶体管。本发明能够通过不同种类的加载支节，增加传输零点，提升滤波集成功率放大器的带宽与滤波性能。

Description

一种高带外抑制宽带滤波集成功率放大器

技术领域

本发明涉及微波传输技术领域，尤其涉及一种高带外抑制宽带滤波集成功率放大器。

背景技术

为了满足用户多样化的通信需求，多标准、多频段、多模式正在成为移动通信系统的普遍特点，因此射频前端的滤波器使用量大幅度上升。工作在较高频段的滤波器通常会带来较高的插入损耗，对于最终输出性能和效率会产生较大影响。为了提升通信链路整体效率，增加电路集成度，通常采用滤波集成功率放大器。滤波集成功率放大器可以在信号放大的同时进行滤波。滤波集成功率放大器的核心为滤波集成阻抗变换器，这种阻抗变换器可以对晶体管实现特定频率内的阻抗匹配与其他频率内的信号抑制，使功率放大器实现滤波集成的效果。但是现有的滤波集成功率放大器难以达到高性能、宽带的特性。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，解决了现有技术中滤波集成功率放大器带外抑制水平低以及带宽窄的问题。

本发明提供了一种高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，包括：

输入匹配网络组件，所述输入匹配网络组件包括：第一级联耦合线、第二级联耦合线、第一单端短路耦合线、第一双端加载开路耦合线以及第一开路支节，所述第一级联耦合线与所述第二级联耦合线进行斜对向端口级联；所述第一级联耦合线的输入端单端加载所述第一单端短路耦合线，并通过相应的斜对向端口与地短接；所述第一级联耦合线输出端口的同侧另一端口双端加载所述第一双端加载开路耦合线；所述第二级联耦合线的输出端连接所述第一开路支节；

输出匹配网络组件，所述输出匹配网络组件包括：第三级联耦合线、第四级联耦合线、第二开路支节、第二双端加载开路耦合线以及第二单端短路耦合线，所述第三级联耦合线与所述第四级联耦合线进行斜对向端口级联；所述第三级联耦合线的输入端连接所述第二开路支节，所述第四级联耦合线输入端口的同侧另一端口双端加载所述第二双端加载开路耦合线，所述第四级联耦合线的输出端单端加载所述第二单端短路耦合线，并通过相应的斜对向端口与地短接；

稳定网络组件，包括：贴片电容和第一电阻，所述贴片电容的输入端连接所述第二级联耦合线的输出端，所述贴片电容的输出端连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接第一供电传输线；

晶体管，所述晶体管的栅极侧为输入端，并通过第一调谐线连接所述第一电阻的第一端；所述晶体管的漏极侧为输出端，并通过第二调谐线连接所述第三级联耦合线的输入端，所述第二调谐线的输出端还连接第二供电传输线，所述晶体管通过添加直流偏置进行信号的功率放大；

其中，所述输入匹配网络组件、所述输出匹配网络组件、稳定网络组件和所述晶体管设置在设定材料衬底上；所述第一级联耦合线的输入端用于输入待处理信号，所述第四级联耦合线的输出端输出处理后的信号。

在一些实施例中，所述第一供电传输线和所述第二供电传输线分别通过接地电容进行交流接地。

在一些实施例中，所述衬底为介质基板，所述输入匹配网络组件、所述输出匹配网络组件、稳定网络组件和所述晶体管设置在所述基板的顶层，所述基板的底层设置金属接地层，所述输入匹配网络组件、所述输出匹配网络组件、稳定网络组件和所述晶体管通过金属过孔连接所述金属接地层。

在一些实施例中，所述晶体管通过所述介质基板上的切割方孔连接散热片。

在一些实施例中，所述第一开路支节由第一低阻抗传输线和第一高阻抗传输线组成，所述第一低阻抗传输线的阻抗低于所述第一高阻抗传输线，所述第二级联耦合线的输出端连接所述第一低阻抗传输线的输入端，所述第一低阻抗传输线的输出端与所述第一高阻抗传输线的输入端相连接。

在一些实施例中，所述第二开路支节由第二低阻抗传输线和第二高阻抗传输线组成，所述第二低阻抗传输线的阻抗低于所述第二高阻抗传输线，所述第三级联耦合线的输入端连接所述第二低阻抗传输线的输入端，所述第二低阻抗传输线的输出端与所述第二高阻抗传输线的输入端相连接。

在一些实施例中，所述介质基板采用聚四氟乙烯玻璃纤维材料。

在一些实施例中，所述金属接地层的厚度为30～40μm，所述介质基板的厚度为0.5～0.6mm。

在一些实施例中，所述晶体管采用氮化镓高电子迁移率晶体管。

在一些实施例中，所述第一供电传输线和所述第二供电传输线还连接旁路电容用于滤波。

本发明的有益效果至少是：

本发明所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，利用微带耦合线的阻抗变换与滤波特性，在输入匹配网络组件中添加第一单端短路耦合线、第一双端加载开路耦合线以及第一开路支节，在输出匹配网络组件中添加第二单端短路耦合线、第二双端加载开路耦合线以及第二开路支节，分别在输入匹配网络和输出匹配网络中创造了三个传输零点，通过改变传输零点位置，达到了更宽的带宽以及更好的带外抑制效果，从而提升了滤波集成功率放大器的带宽与滤波性能。

进一步地，本发明所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器可以在功率放大的同时实现滤波效果，从而减小额外增加滤波器带来的插入损耗，在射频前端当中具有良好的应用前景。

进一步地，以微带耦合线为基础的匹配结构能够产生隔直效果，可以减少隔直电容的使用，增强了电路的稳定性同时减少了电路连接过程中的装配误差。

进一步地，本发明所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器可对带外信号产生抑制作用，保证了滤波集成功率放大器在工作频带外的稳定性，简化了稳定网络组件的结构，避免了过多的稳定网络组件导致电路不稳定的问题，提高了滤波集成功率放大器的整体滤波性能。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本发明一实施例所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器结构示意图。

图2为本发明一实施例所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器整体版图。

图3为本发明一实施例所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器输入部分版图。

图4为本发明一实施例所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器输出部分版图。

图5为本发明一实施例所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器在0到7GHz频率内的S参数仿真结果示意图。

图6为本发明一实施例所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器在3.2到3.7GHz频率内的输出指标仿真结果示意图。

图7本发明一实施例所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器在0到7GHz频率内的S参数测试结果示意图。

图8为本发明一实施例所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器在3.2到3.7GHz频率内的输出指标测试结果示意图。

图9本发明一实施例所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器在20MHz，峰均功率比为6dB的第四代移动技术LTE信号下进行邻信道功率比测试结果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

随着工业持续发展，能源短缺的问题日益凸显，需要各个技术部门尽可能提高能源利用效率，但移动通信网络在实际运行中为了提高传输速率，所产生的能耗不断增加。功率放大器是移动通信系统中消耗了大量能量的高能耗器件，其工作效率对于无线系统的整体能效影响巨大，提升功率放大器效率对于降低移动通信网络能源消耗具有重要意义。最新的通信标准采用了更高的频率，更宽的带宽，以及频谱利用率更高的调制方式，使功率放大器的性能标准更加严格。然而，提升功率放大器的频率、带宽以及频谱利用率都会使能量利用效率降低，这就导致移动通信系统能量消耗不断增加。

现有通信标准发展迅速，但已有通信标准淘汰速度慢，常常会有多种通信标准共存的情况。为了满足用户多样化的通信需求，多标准、多频段、多模式正在成为移动通信系统的普遍特点，基于此，射频前端的滤波器使用量大幅度上升。工作在较高频段的滤波器常常会带来较高的插入损耗，对于最终输出性能和效率产生较大影响。为了提升通信链路整体效率，增加电路集成度，滤波集成功率放大器被广泛使用。滤波集成功率放大器可以在信号放大的同时进行滤波。滤波集成功率放大器只放大特定频段的信号，同时对目标频段外的信号起到抑制作用。滤波集成功率放大器的核心为滤波集成阻抗变换器，这种阻抗变换器可以对晶体管实现特定频率内的阻抗匹配并抑制其他频率内的信号，使功率放大器实现滤波集成的效果。当前已有的滤波集成阻抗变换器类型有腔体滤波器、介质集成波导等，这类阻抗变换器虽然具备基础的滤波效果，但是难以实现高性能、宽带的滤波特性。

因此，本发明提供了一种基于微带耦合线的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器。微带耦合线滤波集成阻抗变换器是一种高性能、低成本、小型化的滤波集成阻抗变换器实现方式，该阻抗变换器以耦合线的滤波集成阻抗变换特性为基础，通过级联耦合线以及在不同端口叠加不同微带线或耦合线实现性能的大幅度提升。基于微带耦合线滤波集成阻抗变换器设计的滤波集成功率放大器，具有宽带，高带外抑制等特点，并且电路面积较小，有利于集成化。

本发明提供了一种高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，包括：

输入匹配网络组件，输入匹配网络组件包括：第一级联耦合线、第二级联耦合线、第一单端短路耦合线、第一双端加载开路耦合线以及第一开路支节，第一级联耦合线与第二级联耦合线进行斜对向端口级联；第一级联耦合线的输入端单端加载第一单端短路耦合线；第一级联耦合线输出端口的同侧另一端口双端加载第一双端加载开路耦合线；第二级联耦合线的输出端连接第一开路支节。

输出匹配网络组件，输出匹配网络组件包括：第三级联耦合线、第四级联耦合线、第二开路支节、第二双端加载开路耦合线以及第二单端短路耦合线，第三级联耦合线与第四级联耦合线进行斜对向端口级联；第三级联耦合线的输入端连接第二开路支节，第四级联耦合线输入端口的同侧另一端口双端加载第二双端加载开路耦合线，第四级联耦合线的输出端单端加载第二单端短路耦合线。

稳定网络组件，包括：贴片电容和第一电阻，贴片电容的输入端连接第二级联耦合线的输出端，贴片电容的输出端连接第一电阻的第一端，第一电阻的第二端连接第一供电传输线。

晶体管，晶体管的栅极侧为输入端，并通过第一调谐线连接第一电阻的第一端；晶体管的漏极侧为输出端，并通过第二调谐线连接第三级联耦合线的输入端，第二调谐线的输出端还连接第二供电传输线，晶体管通过添加直流偏置进行信号的功率放大。

其中，第一级联耦合线的输入端用于输入待处理信号，第四级联耦合线的输出端输出处理后的信号。

在本实施例中，第一级联耦合线、第二级联耦合线、第三级联耦合线以及第四级联耦合线用于为高带外抑制宽带滤波集成功率放大器提供基础的阻抗匹配与滤波效果，通过调节第一级联耦合线、第二级联耦合线、第三级联耦合线以及第四级联耦合线的宽度、长度等特征可以改变高带外抑制宽带滤波集成功率放大器中滤波集成阻抗变换器的阻抗变换比，从而使得输入和输出的阻抗与晶体管所需阻抗相匹配。第一开路支节和第二开路支节用以产生传输零点，进一步增强输入匹配网络组件和输出匹配网络组件的对信号频率的选择性。第一单端短路耦合线和第二单端短路耦合线利用耦合线的耦合特性，创造出比短路微带支节更加接近工作频段的传输零点，强化了阻抗变换器的带外滚降速度并产生传输零点。第一双端加载开路耦合线和第二双端加载开路耦合线等效于同长度开路支节，可在中心频率等效开路，并在其他频率失配，用于以增强对信号频率的选择性，并产生传输零点。由此，输入匹配网络组件和输出匹配网络组件中分别有三个传输零点，通过改变传输零点位置，可以改变高带外抑制宽带滤波集成功率放大器中阻抗变换器的带宽与滤波效果。稳定网络组件位于晶体管栅极侧，用于增强电路稳定性，防止振荡，同时辅助输入匹配。第一调谐线和第二调谐线用于将输入匹配网络组件阻抗和输出匹配网络组件阻抗调整至晶体管所需最优阻抗区域。晶体管用于对输入的信号进行信号调制、整流以及信号放大。

在一些实施例中，第一供电传输线和第二供电传输线分别通过接地电容进行交流接地。

在本实施例中，接地电容位于供电传输线交流接地处，对地产生交流短路的效果，在不影响目标频段内电路工作的情况下过滤电路中的交流电流，为晶体管提供直流偏置。

在一些实施例中，衬底为介质基板，输入匹配网络组件、输出匹配网络组件、稳定网络组件和晶体管设置在介质基板的顶层，基板的底层设置金属接地层，输入匹配网络组件、输出匹配网络组件、稳定网络组件和晶体管通过金属过孔连接金属接地层。

在一些实施例中，晶体管通过介质基板上的切割方孔连接散热片。散热片在高带外抑制宽带滤波集成功率放大器工作时为其散热，减少高带外抑制宽带滤波集成功率放大器的硬件在工作时由于温度过高带来的损耗。

在一些实施例中，第一开路支节由第一低阻抗传输线和第一高阻抗传输线组成，第一低阻抗传输线的阻抗低于第一高阻抗传输线，第二级联耦合线的输出端连接第一低阻抗传输线的输入端，第一低阻抗传输线的输出端与第一高阻抗传输线的输入端相连接。

在本实施例中，第一低阻抗传输线和第一高阻抗传输线用以增强第一开路支节整体的信号频率选择性，从而提高第一开路支节的滤波效果。

在一些实施例中，第二开路支节由第二低阻抗传输线和第二高阻抗传输线组成，第二低阻抗传输线的阻抗低于第二高阻抗传输线，第三级联耦合线的输入端连接第二低阻抗传输线的输入端，第二低阻抗传输线的输出端与第二高阻抗传输线的输入端相连接。

在本实施例中，第二低阻抗传输线和第二高阻抗传输线用以增强第二开路支节整体的信号频率选择性，从而提高第二开路支节的滤波效果。

在一些实施例中，介质基板采用聚四氟乙烯玻璃纤维材料。

在本实施例中，介质基板采用美国罗杰斯公司生产的RT5880聚四氟乙烯玻璃纤维增强材料，该材料在工作频段内的介电常数为2.2，损耗常数为0.009，该材料具有稳定的介电常数和损耗常数，使得高带外抑制宽带滤波集成功率放大器具有较好的工作效率。

在一些实施例中，金属接地层的厚度为30～40μm，介质基板的厚度为0.5～0.6mm。

在本实施例中，金属接地层的厚度为35μm，介质基板的厚度为0.508mm，厚度为 35μm的金属接地层能够较好地减少电路中接地线路带来的杂波干扰，厚度为0.508mm 的介质基板具有较好信号传输性能，从而保证了高带外抑制宽带滤波集成功率放大器具有较高的工作效率。

在一些实施例中，晶体管采用氮化镓高电子迁移率晶体管。

在本实施例中，氮化镓高电子迁移率晶体管具有较好的耐热性能，可以避免滤波器工作时温度过高带来的损耗，同时，氮化镓高电子迁移率晶体管具有较高的电子迁移率，从而使得带外抑制宽带滤波集成功率放大器具有较高的输出功率。

在一些实施例中，第一供电传输线和第二供电传输线还连接旁路电容用于滤波。

在本实施例中，旁路电容将输入电源中的高频杂波滤除，将输入电源中的低频波输入到高带外抑制宽带滤波集成功率放大器的晶体管中进行功率放大。

下面结合具体实施例对本发明进行说明：

本发明提供了一种高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，如图1所示，包括：

输入匹配网络组件，输入匹配网络组件包括：第一级联耦合线CL1I、第二级联耦合线CL2I、第一单端短路耦合线CLSI、第一双端加载开路耦合线CLOI以及第一开路支节，第一级联耦合线CL1I的输入端单端加载第一单端短路耦合线CLSI；第一级联耦合线CL1I输出端口的同侧另一端口双端加载第一双端加载开路耦合线CLOI；第二级联耦合线CL2I的输出端连接第一开路支节。

输出匹配网络组件，输出匹配网络组件包括：第三级联耦合线CL1O、第四级联耦合线CL2O、第二开路支节、第二双端加载开路耦合线CLOO以及第二单端短路耦合线CLSO，第三级联耦合线CL1O与第四级联耦合线CL2O进行斜对向端口级联；第三级联耦合线CL1O的输入端连接第二开路支节，第四级联耦合线CL2O输入端口的同侧另一端口双端加载第二双端加载开路耦合线CLOO，第四级联耦合线CL2O的输出端单端加载第二单端短路耦合线CLSO。

供电网络组件，供电网络组件包括：传输线和多个接地电容，接地电容位于传输线交流接地点，对地产生交流短路的效果，在不影响目标频段内电路工作的情况下为晶体管提供直流偏置。晶体管栅极处和漏极处各有一处供电网络组件。晶体管栅极侧的供电网络组件为传输线TLG和多个接地电容，晶体管漏极侧的供电网络组件为传输线TLD和多个接地电容，

稳定网络组件，稳定网络组件包括：贴片电容组成C1和电阻R1，位于晶体管栅极处，用以增强功放的电路稳定性，同时辅助输入匹配。

本实施例高带外抑制宽带滤波集成功率放大器还包括：晶体管、第一调谐线TLTI和第二调谐线TLTO。

本实施例的工作频率为3.2GHz至3.7GHz，输入端1和输出端2均为SMA连接器，第一供电传输线和第二供电传输线连接5.08mm规格直流电供电座子以连接电源，以获得晶体管工作所需的直流偏置，输入端口和输出端口的特征阻抗均为50Ω。介质基板为RT5880，厚度为0.508mm，介质基板的介电常数εr值为2.2，损耗常数tanδ值为 0.009。输入端口宽度W1和输出端口宽度W19均为1.52mm，输入端口长度L1和输出端口长度L19均为8mm。

本实施例中，如图2所示，各个微带线和支节的连接原则为：若能对齐衔接，则采取直接连接的方式，若无法对齐衔接，或产生宽度突变的区域，采用不同形状与大小的衔接过渡带连接，以达到阻抗的平滑过渡。无源器件，包括电容、电感、电阻等，均采用表面贴装器件，规格为0603，无源器件的长度均为1.6mm，宽度均为0.8mm。

如图3所示，位于端口1后的输入匹配网络组件由四条微带耦合线和两根微带线组成，每对耦合线的线宽一致。每段电路的名称按照图1中的电路命名。第一单端短路耦合线CLSI的宽度W2为0.6mm，长度L2为16mm，间隙S2为0.1mm。第一级联耦合线CL1I的宽度W3为0.65mm，长度L3为15.5mm，间隙S3为0.1mm，为了消除微带耦合线中奇偶模相速度不一致导致的高频抑制降低，在输入处的第一级联耦合线 CL1I和第二级联耦合线CL2I中等间隔加入若干间隙增大区域，其中第一级联耦合线增大后的间隙SW3为0.3mm。第二级联耦合线CL2I的宽度W5为0.85mm，长度L5 为15.85mm，间隙S5为0.2mm，增大后的第二级联耦合线CL2I间隙SW5为0.6mm。第一开路耦合线CLOI的宽度W4为1.2mm，长度L4为33.7mm，弯曲放置，间隙S4 为0.1mm。第一开路开路支节中第一低阻抗传输线TL1I长度L6为17mm，宽度W6 为3mm，第一高阻抗传输线L2I长度L7为16.8mm，宽度W7为0.4mm。

如图3所示，位于输入匹配网络组件后端的稳定网络组件参数为：贴片电容 C1＝1pF，第一电阻R1＝47Ω。第一供电传输线TLG宽度W8为0.8mm，长度L8为 13.1mm。第一调谐线TLTI宽度W9为4.6mm，长度L9为2.7mm。第一供电传输线外存在一排接地退耦电容CG，容值不限，但每颗电容容值应选用不同数量级，防止所有电容谐振在同一频率。

如图4所示，位于晶体管漏极后的第二调谐线TLTO宽度W11为5.3mm，长度 L11为1.5mm，为了进一步提升效率，在第二调谐线TLTO末端加载一根抑制三次谐波的短支节，其长度L12为5mm，宽度W12为0.2mm。第二供电传输线TLD宽度W10 为1mm，长度L10为11.7mm。第二供电传输线外存在一排接地退耦电容CD，容值不限，但每颗电容容值应选用不同数量级，防止所有电容谐振在同一频率。

如图4所示，位于端口2前的输出匹配网络组件由四条微带耦合线和两根微带线组成，每对耦合线的线宽一致。每段电路的名称按照图1中的电路命名。第二开路支节中第二低阻抗传输线TL1O长度L13为19.1mm，宽度W13为2.5mm，第二高阻抗传输线TL2O长度L14为17mm，宽度W14为0.4mm。第三级联耦合线CL1O的宽度 W15为0.7mm，长度L15为16.2mm，间隙S15为0.4mm。第二开路耦合线CLOO的宽度W17为1.2mm，长度L17为34.3mm，弯曲放置，间隙S17为0.1mm。第四级联耦合线CL2O的宽度W16为0.6mm，长度L16为16mm，间隙S16为0.15mm。第二单端短路耦合线CLSO的宽度W18为0.5mm，长度L18为16.15mm，间隙S18为 0.1mm。

本实施例小信号增益与输入端回波损耗小信号仿真结果如图5所示。在3.45GHz下，功率放大器的小信号增益可以达到14.5dB，增益在10dB以上的范围为3.06GHz 到3.76GHz，带宽达到0.7GHz。在通频带外，功率放大器对于输入信号具有较强的抑制作用，呈现出优秀的滤波特性。本实施例具有良好的小信号性能。

本实施例的输出指标仿真结果如图6所示，具体包含增益、输出功率和效率随频率变化的仿真结果。在3.45GHz下，功率放大器最高效率为56.8％，输出功率为 39.78dBm，增益为11.41dB。在3.2到3.7GHz频率范围内，效率均高于50％。本实施例在工作频段内均具备良好的功率效率表现和较宽的带宽。

本实施例高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，整个电路尺寸为64.8mm×94.2mm，该电路具有小型化特点，有利于进行器件封装。

本实施例功率放大器小信号增益与输入端回波损耗小信号测试结果如图7所示。在3.45GHz下，功率放大器的小信号增益可以达到3.76dB，增益在10dB以上的范围为3.07GHz到3.75GHz，带宽达到0.68GHz。在通频带外，功率放大器对于输入信号具有较强的抑制作用，呈现出优秀的滤波特性。本实施例测试结果与仿真结果较为吻合，具有良好的小信号性能。

本实施例功率放大器输出指标测试结果如图8所示，具体包含增益、输出功率和效率随频率变化的测试结果。在3.45GHz下，功率放大器最高效率为59.86％，输出功率为39.87dBm，增益为10.7dB。在3.2到3.7GHz频率范围内，效率均高于50％。本实施例在工作频段内均具备良好的功率效率表现和较宽的带宽。

本实施例功率放大器线性度指标测试结果如图9所示，功率放大器在20MHz，峰均功率比(PAPR)为6dB的第四代移动技术LTE信号下进行邻信道功率比(ACPR) 测试。在数字预失真启动(With DPD)的情况下，本实施例功率放大器的邻信道功率比可达到-47.8dBc，符合实际移动通信系统运行标准。

综上所述，本发明所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器利用微带耦合线的阻抗变换与滤波特性，在输入匹配网络组件中添加第一单端短路耦合线、第一双端加载开路耦合线以及第一开路支节，在输出匹配网络组件中添加第二单端短路耦合线、第二双端加载开路耦合线以及第二开路支节，分别在输入匹配网络和输出匹配网络中创造了三个传输零点，通过改变传输零点位置，达到了更宽的带宽以及更好的带外抑制效果，从而提升了滤波集成功率放大器的带宽与滤波性能。

进一步地，本发明所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器可以在功率放大的同时实现滤波效果，从而减小额外增加滤波器带来的插入损耗，在射频前端当中具有良好的应用前景。

进一步地，以微带耦合线为基础的匹配结构能够产生隔直效果，可以减少隔直电容的使用，增强了电路的稳定性同时减少了电路连接过程中的装配误差。

进一步地，本发明所述高带外抑制宽带滤波集成功率放大器可对带外信号产生抑制作用，保证了滤波集成功率放大器在工作频带外的稳定性，简化了稳定网络组件的结构，避免了过多的稳定网络组件导致电路不稳定的问题，提高了滤波集成功率放大器的整体滤波性能。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述边缘计算服务器部署方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD- ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路 (ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，包括：

输入匹配网络组件，所述输入匹配网络组件包括：第一级联耦合线、第二级联耦合线、第一单端短路耦合线、第一双端加载开路耦合线以及第一开路支节，所述第一级联耦合线与所述第二级联耦合线进行斜对向端口级联；所述第一级联耦合线的输入端单端加载所述第一单端短路耦合线，并通过相应的斜对向端口与地短接；所述第一级联耦合线输出端口的同侧另一端口双端加载所述第一双端加载开路耦合线；所述第二级联耦合线的输出端连接所述第一开路支节；

输出匹配网络组件，所述输出匹配网络组件包括：第三级联耦合线、第四级联耦合线、第二开路支节、第二双端加载开路耦合线以及第二单端短路耦合线，所述第三级联耦合线与所述第四级联耦合线进行斜对向端口级联；所述第三级联耦合线的输入端连接所述第二开路支节，所述第四级联耦合线输入端口的同侧另一端口双端加载所述第二双端加载开路耦合线，所述第四级联耦合线的输出端单端加载所述第二单端短路耦合线，并通过相应的斜对向端口与地短接；

稳定网络组件，包括：贴片电容和第一电阻，所述贴片电容的输入端连接所述第二级联耦合线的输出端，所述贴片电容的输出端连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接第一供电传输线；

晶体管，所述晶体管的栅极侧为输入端，并通过第一调谐线连接所述第一电阻的第一端；所述晶体管的漏极侧为输出端，并通过第二调谐线连接所述第三级联耦合线的输入端，所述第二调谐线的输出端还连接第二供电传输线，所述晶体管通过添加直流偏置进行信号的功率放大；

其中，所述输入匹配网络组件、所述输出匹配网络组件、稳定网络组件和所述晶体管设置在设定材料衬底上；所述第一级联耦合线的输入端用于输入待处理信号，所述第四级联耦合线的输出端输出处理后的信号。

2.根据权利要求1所述的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，所述第一供电传输线和所述第二供电传输线分别通过接地电容进行交流接地。

3.根据权利要求1所述的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，所述衬底为介质基板，所述输入匹配网络组件、所述输出匹配网络组件、稳定网络组件和所述晶体管设置在所述基板的顶层，所述基板的底层设置金属接地层，所述输入匹配网络组件、所述输出匹配网络组件、稳定网络组件和所述晶体管通过金属过孔连接所述金属接地层。

4.根据权利要求3所述的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，所述晶体管通过所述介质基板上的切割方孔连接散热片。

5.根据权利要求1所述的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，所述第一开路支节由第一低阻抗传输线和第一高阻抗传输线组成，所述第一低阻抗传输线的阻抗低于所述第一高阻抗传输线，所述第二级联耦合线的输出端连接所述第一低阻抗传输线的输入端，所述第一低阻抗传输线的输出端与所述第一高阻抗传输线的输入端相连接。

6.根据权利要求1所述的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，所述第二开路支节由第二低阻抗传输线和第二高阻抗传输线组成，所述第二低阻抗传输线的阻抗低于所述第二高阻抗传输线，所述第三级联耦合线的输入端连接所述第二低阻抗传输线的输入端，所述第二低阻抗传输线的输出端与所述第二高阻抗传输线的输入端相连接。

7.根据权利要求3所述的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，所述介质基板采用聚四氟乙烯玻璃纤维材料。

8.根据权利要求7所述的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，所述金属接地层的厚度为30～40μm，所述介质基板的厚度为0.5～0.6mm。

9.根据权利要求1所述的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，所述晶体管采用氮化镓高电子迁移率晶体管。

10.根据权利要求2所述的高带外抑制宽带滤波集成功率放大器，其特征在于，所述第一供电传输线和所述第二供电传输线还连接旁路电容用于滤波。

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