CN207010631U - 一种多倍频程宽带功率放大器 - Google Patents
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Abstract
一种多倍频程宽带功率放大器，包括信号输入端、第一多节宽带匹配网络电路、稳定电路、末级放大管、负反馈电路、传输线变压器、信号输出端，所述信号输入端与第一多节宽带匹配网络电路连接，所述第一多节宽带匹配网络电路输出端与稳定电路输入端连接，所述稳定电路的输出端与末级放大管输入端连接，所述末级放大管输出端与传输线变压器输入端连接，所述传输线变压器输出端与第二多节宽带匹配网络电路输入端连接，所述第二多节宽带匹配网络电路与信号输出端连接。本实用新型多倍频程宽带功率放大器采用多节匹配网络电路，从而拓展末级放大管的工作频带，使得放大信号在较宽的倍频工作频带内的增益平坦度更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率放大器领域，尤指一种多倍频程宽带功率放大器。
背景技术
功率放大器简称功放，是通信系统发射末端的信号放大的部件。由于该类器件的工作特性是：较大的工作电流、较大功率、较大输出的电磁波信号。功放广泛用于各类微波系统，在微波系统中属于末级放大的核心部件。但是，由于大电流、大信号的工作特性，传统、普通的功率放大器多只能工作在较窄带的工作频带之内；随着工作频带的扩宽，会出现以下情况：
1)功放的整个工作频带的增益平坦度增大，容易超出实用要求的限度；
2)功放部件内部的末级放大管输入输出驻波比难以进行宽频段的匹配，导致放大电路工作不稳定、容易产生自激；
3)其余形式造成的工作不稳定——加电，或者外部干扰、窜扰，特别当工作频带扩宽后、外界的干扰信号更易进入工作电路，工作频带内部低端信号的倍频之后信号落入到工作频带高频产生的自干扰等等。
现有常用的技术是在功放部件内部的末级放大管的输入输出端采用了单节匹配网络电路，同时在末级放大管输出端到输入端加了负反馈电路，一定程度的拓展、拓宽了功放的工作频段，但在多倍频程宽带的应用方面还是没有办法实现理想的突破、达到好用和可用的阶段。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种稳定性高、不容易产生自激的多倍频程宽带功率放大器。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种多倍频程宽带功率放大器，包括信号输入端、第一多节宽带匹配网络电路、稳定电路、末级放大管、负反馈电路、传输线变压器、信号输出端，所述信号输入端与第一多节宽带匹配网络电路连接，所述第一多节宽带匹配网络电路输出端与稳定电路输入端连接，所述稳定电路的输出端与末级放大管输入端连接，所述末级放大管输出端与传输线变压器输入端连接，所述末级放大管输入端还与负反馈电路输出端连接，所述末级放大管输出端还与负反馈电路输入端连接,所述传输线变压器输出端与第二多节宽带匹配网络电路输入端连接，所述第二多节宽带匹配网络电路与信号输出端连接。
具体地，所述第一多节宽带匹配网络电路包括端接导入阻抗、微带线组、电容和输入阻抗，所述端接导入阻抗与微带线组输入端连接，所述微带线组输出端与输入阻抗连接，所述微带线组包括若干个串联的微带线，所述若干个微带线的输入端还分别通过电容接地。
具体地，所述端接导入阻抗为50Ω。
具体地，所述稳定电路包括第一可调电阻、第二可调电阻，所述第一可调电阻输入端、第二可调电阻输入端均与第一多节宽带匹配网络电路输出端连接，所述第一可调电阻输出端通过电容接地，所述第二可调电阻输出端与末级放大管输入端连接，所述第二可调电阻还并联有电容。
具体地，所述传输线变压器包括变压器线圈和负载，所述末级放大管输出端与变压器线圈输入端连接，所述变压器线圈输出端与第二多节宽带匹配网络电路连接，所述变压器线圈输出端还通过负载接地。
具体地，所述第二多节宽带匹配网络电路包括输出阻抗、微带线组、电容和端接导出阻抗，所述输出阻抗与微带线组输入端连接，所述微带线组输出端与端接导出阻抗连接，所述微带线组包括若干个串联的微带线，所述若干个微带线的输出端还分别通过电容接地。
具体地，所述端接导出阻抗为50Ω。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型多倍频程宽带功率放大器采用多节匹配网络电路，从而拓展末级放大管的工作频带，同时设有稳定电路和负反馈电路，使得整个放大器的稳定性更好，使得末级放大管的输入输出驻波比达到更佳状态，末级放大管的输出端增加传输线变压器，使得放大信号在较宽的倍频工作频带内的增益平坦度更好，实现了倍频程宽带输出信号的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
图2是本实用新型第一多节宽带匹配网络电路的电路图。
图3是本实用新型稳定电路的电路图。
图4是本实用新型传输线变压器的电路图。
图5是本实用新型第二多节宽带匹配网络电路的电路图。
图6是本具体实施例在20MHz-400MHz的功放实现图。
图7是本具体实施例的电路原理图。
附图标号说明：1.信号输入端；2.末级放大管；3.负反馈电路；4.信号输出端；5.第一多节宽带匹配网络电路；6.稳定电路；7.传输线变压器；8.第二多节宽带匹配网络电路。
具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型关于一种多倍频程宽带功率放大器，包括信号输入端1、末级放大管2、负反馈电路3、信号输出端4，所述负反馈电路3的输入端与末级放大管2的输出端连接，所述负反馈电路3输出端与末级放大管2的输入端连接，还包括第一多节宽带匹配网络电路5、稳定电路6、传输线变压器7、第二多节宽带匹配网络电路8，所述信号输入端1与第一多节宽带匹配网络电路5连接，所述第一多节宽带匹配网络电路5输出端与稳定电路输入端6连接，所述稳定电路6的输出端与末级放大管2输入端连接，所述末级放大管2输出端与传输线变压器7输入端连接，所述传输线变压器7输出端与第二多节宽带匹配网络电路8输入端连接，所述第二多节宽带匹配网络电路8与信号输出端4连接。
与现有技术相比，本实用新型多倍频程宽带功率放大器采用多节匹配网络电路，从而拓展末级放大管2的工作频带，同时设有稳定电路6和负反馈电路3，使得整个放大器的稳定性更好，使得末级放大管2的输入输出驻波比达到更佳状态，末级放大管2的输出端增加传输线变压器7，使得放大信号在较宽的倍频工作频带内的增益平坦度更好，实现了倍频程宽带输出信号的稳定性。
具体地，请参阅图2所示，所述第一多节宽带匹配网络电路5包括端接导入阻抗、微带线组、电容和输入阻抗，所述端接导入阻抗与微带线组输入端连接，所述微带线组输出端与输入阻抗连接，所述微带线组包括若干个串联的微带线，所述若干个微带线的输入端还分别通过电容接地。
采用上述方案，在输入端采用第一多节宽带匹配网络电路5，从而拓展末级放大管2的工作频带。
具体地，请参阅图3所示，所述稳定电路6包括第一可调电阻、第二可调电阻，所述第一可调电阻输入端、第二可调电阻输入端均与第一多节宽带匹配网络电路5输出端连接，所述第一可调电阻输出端通过电容接地，所述第二可调电阻输出端与末级放大管2输入端连接，所述第二可调电阻还并联有电容。
采用上述方案，进一步改善整个工作频带的增益平坦度和防止信号产生自激。
具体地，请参阅图4所示，所述传输线变压器7输入端从末级放大管2输出端引入放大信号，传输线变压器7内部由变压器线圈和负载组成，变压器线圈输出端接口接第二多节宽带匹配网络电路8的端接导出阻抗。
具体地，请参阅图5所示，所述第二多节宽带匹配网络电路8包括输出阻抗、微带线组、电容和端接导出阻抗，所述输出阻抗与微带线组输入端连接，所述微带线组输出端与端接导出阻抗连接，所述微带线组包括若干个串联的微带线，所述若干个微带线的输出端还分别通过电容接地。
采用上述方案，在输出端采用第二多节宽带匹配网络电路8，从而拓展末级放大管的工作频带。
具体地，所述端接导入阻抗和端接导出阻抗均为50Ω。
在本具体实施例中，在末级放大管2输出端采用传输线变压器7来实现了倍频程宽带输出信号的稳定性，传输线变压器7的低频是变压器，在高频的时候是传输线；通过这种高低频阻抗变换，实现了倍频程宽带信号稳定输出。
其中，请参阅图6所示，是一个在20MHz-400MHz的功放实现图，从图中dB(S(1,1))可以通过回波损耗的形式显示出宽带功放的输入端驻波指标较好，从图中dB(S(2,1))可以显示出宽带功放的整个增益平坦度的指标较好。
此外，在本具体实施例中，请参阅图7所示，还可以把稳定电路6和第一多节宽带匹配网络电路5的位置调换，该种方式适用于末级放大管2输入端安装位置不够的时候，即器件在PCB电路板上布局空间不足时，能够适用该连接方式，同时也能达到良好的多倍频程宽带功率放大效果。
以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种多倍频程宽带功率放大器，其特征在于：包括信号输入端、第一多节宽带匹配网络电路、稳定电路、末级放大管、负反馈电路、传输线变压器、信号输出端，所述信号输入端与第一多节宽带匹配网络电路连接，所述第一多节宽带匹配网络电路输出端与稳定电路输入端连接，所述稳定电路的输出端与末级放大管输入端连接，所述末级放大管输出端与传输线变压器输入端连接，所述末级放大管输入端还与负反馈电路输出端连接，所述末级放大管输出端还与负反馈电路输入端连接,所述传输线变压器输出端与第二多节宽带匹配网络电路输入端连接，所述第二多节宽带匹配网络电路与信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种多倍频程宽带功率放大器，其特征在于：所述第一多节宽带匹配网络电路包括端接导入阻抗、微带线组、电容和输入阻抗，所述端接导入阻抗与微带线组输入端连接，所述微带线组输出端与输入阻抗连接，所述微带线组包括若干个串联的微带线，所述若干个微带线的输入端还分别通过电容接地。
3.根据权利要求2所述的一种多倍频程宽带功率放大器，其特征在于：所述端接导入阻抗为50Ω。
4.根据权利要求1所述的一种多倍频程宽带功率放大器，其特征在于：所述稳定电路包括第一可调电阻、第二可调电阻，所述第一可调电阻输入端、第二可调电阻输入端均与第一多节宽带匹配网络电路输出端连接，所述第一可调电阻输出端通过电容接地，所述第二可调电阻输出端与末级放大管输入端连接，所述第二可调电阻还并联有电容。
5.根据权利要求1所述的一种多倍频程宽带功率放大器，其特征在于：所述传输线变压器包括变压器线圈和负载，所述末级放大管输出端与变压器线圈输入端连接，所述变压器线圈输出端与第二多节宽带匹配网络电路连接，所述变压器线圈输出端还通过负载接地。
6.根据权利要求1所述的一种多倍频程宽带功率放大器，其特征在于：所述第二多节宽带匹配网络电路包括输出阻抗、微带线组、电容和端接导出阻抗，所述输出阻抗与微带线组输入端连接，所述微带线组输出端与端接导出阻抗连接，所述微带线组包括若干个串联的微带线，所述若干个微带线的输出端还分别通过电容接地。
7.根据权利要求6所述的一种多倍频程宽带功率放大器，其特征在于：所述端接导出阻抗为50Ω。
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| CN110620558A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-27 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 微波生成系统、方法及无线通信设备 |
| CN113839621A (zh) * | 2021-11-26 | 2021-12-24 | 华南理工大学 | Doherty功率放大器 |
| CN113872533A (zh) * | 2021-12-02 | 2021-12-31 | 华南理工大学 | 功率放大器和发射机 |
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| CN110620558B (zh) * | 2019-09-16 | 2023-03-28 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 微波生成系统、方法及无线通信设备 |
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