一種平衡式的高增益高功率的射頻功率放大器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種平衡式的高增益高功率的射頻功率放大器，包括呈平衡對(duì)稱連接的正交耦合器、3dB功分器、45度移相網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)以及功率放大器。信號(hào)源連接正交耦合器的輸入端，正交耦合器的兩個(gè)輸出端分別連接3dB功分器的輸入端；每個(gè)所述3dB功分器的兩個(gè)輸出端之一順序連接45度移相網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大器、匹配網(wǎng)絡(luò)和3dB功分器的輸入端；另一個(gè)輸出端順序連接匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大器、匹配網(wǎng)絡(luò)、45度移相網(wǎng)絡(luò)和3dB功分器的輸入端；兩個(gè)3dB功分器的輸出端分別連接正交耦合器一個(gè)輸入端。該放大器不僅提高了射頻功率放大器的功率輸出能力，還提高了整個(gè)射頻功率放大器的增益并緩解了散熱的問題。
【專利說明】
一種平衡式的高増益高功率的射頻功率放大器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種功率放大器，尤其涉及一種射頻功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻功率放大器是無線通信系統(tǒng)的不可缺少的組成部分，主要將功率很小的射頻信號(hào)無失真地進(jìn)行放大，并通過天線輻射出去。
[0003]隨著現(xiàn)代半導(dǎo)體尺寸的不斷縮小，特別對(duì)于CMOS器件來說，承受的電壓擺幅也越來越小，導(dǎo)致輸出功率能力嚴(yán)重下降。
[0004]在中國(guó)專利201510150849.1中，通過采用共源共柵結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)來提升功率級(jí)的耐壓能力，然而共源共柵結(jié)構(gòu)的第二個(gè)晶體管的柵極因去耦電容在交流時(shí)呈接地狀態(tài)。隨著輸入信號(hào)功率的增大，輸出的電壓信號(hào)也隨著變大，從而會(huì)使該結(jié)構(gòu)最上面的晶體管最先出現(xiàn)擊穿問題。另外，由于共源共柵結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)晶體管的輸出阻抗并不是最佳阻抗，所以輸出功率較小。在中國(guó)專利201510150849.1中，射頻功率放大器采用共源共柵結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能提高射頻功率放大器的耐壓能力。然而，這種結(jié)構(gòu)由于堆疊在最底下的晶體管上面的晶體管的柵極的去耦電容的作用，晶體管的柵極在交流時(shí)呈接地狀態(tài)，因此會(huì)導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)中最上面的晶體管最先出現(xiàn)擊穿而最底下面的晶體管最先出現(xiàn)進(jìn)入線性區(qū)的情況;另外，該結(jié)構(gòu)不能很好地保證每個(gè)晶體管的輸出阻抗都為最佳阻抗，因此，該結(jié)構(gòu)輸出功率相對(duì)下降。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]在中國(guó)專利201510150849.1中，射頻功率放大器采用共源共柵結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能提高射頻功率放大器的耐壓能力。然而，這種結(jié)構(gòu)由于堆疊在最底下的晶體管上面的晶體管的柵極的去耦電容的作用，晶體管的柵極在交流時(shí)呈接地狀態(tài)，因此會(huì)導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)中最上面的晶體管最先出現(xiàn)擊穿而最底下面的晶體管最先出現(xiàn)進(jìn)入線性區(qū)的情況;另外，該結(jié)構(gòu)不能很好地保證每個(gè)晶體管的輸出阻抗都為最佳阻抗，因此，該結(jié)構(gòu)輸出功率相對(duì)下降。本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種平衡式的高增益高功率的射頻功率放大器，其通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種平衡式的高增益高功率的射頻功率放大器，包括呈平衡對(duì)稱連接的正交耦合器、3dB功分器、45度移相網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)以及功率放大器。
[0007]進(jìn)一步地，所述功率放大器的前端和后端各有一個(gè)正交耦合器、兩個(gè)3dB功分器、兩個(gè)45度移相網(wǎng)絡(luò)和四個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)。
[0008]進(jìn)一步地，信號(hào)源連接前端正交耦合器的輸入端，所述前端正交耦合器的兩個(gè)輸出端分別連接一個(gè)前端3dB功分器的輸入端;每個(gè)所述前端3dB功分器的兩個(gè)輸出端的其中一個(gè)順序連接45度移相網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大器、匹配網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)后端3dB功分器的一個(gè)輸入端;所述前端3dB功分器的另一個(gè)輸出端順序連接匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大器、匹配網(wǎng)絡(luò)、45度移相網(wǎng)絡(luò)和所述后端3dB功分器的另一個(gè)輸入端;所述兩個(gè)后端3dB功分器的輸出端分別連接后端正交耦合器的一個(gè)輸入端。
[0009]進(jìn)一步地，所述前端正交耦合器將輸入信號(hào)均分為兩路幅度相同但相位相差90度的射頻信號(hào)，所述后端正交耦合器將兩個(gè)后端3dB功分器的輸出信號(hào)合并成單端信號(hào)。
[0010]進(jìn)一步地，所述45度移相網(wǎng)絡(luò)將輸入的信號(hào)延遲45度相位輸出。
[0011]進(jìn)一步地，所述前端和后端正交耦合器的隔離端所接負(fù)載的阻值相同，為Zo。
[0012]輸入信號(hào)經(jīng)前端正交耦合器平均分成兩個(gè)幅度相等但相位相差90度的射頻信號(hào)，然后分別經(jīng)前端3dB功分器均分后到達(dá)下一級(jí)電路。兩個(gè)前端3dB功分器的其中一路輸出信號(hào)經(jīng)45度移相網(wǎng)絡(luò)與匹配網(wǎng)絡(luò)相接，然后到達(dá)功率放大器輸入端，該功率放大器的輸出端直接與匹配網(wǎng)絡(luò)相接，另一路輸出信號(hào)直接與匹配網(wǎng)絡(luò)相接，然后到達(dá)功率放大器輸入端，該功率放大器的輸出端直接與匹配網(wǎng)絡(luò)相接，且該匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端與45度移相網(wǎng)絡(luò)相接。上述四路信號(hào)最后分別通過兩個(gè)后端3dB功分器合成單端輸出，然后經(jīng)過后端正交耦合器將兩個(gè)后端3dB功分器的輸出信號(hào)合成單端輸出。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型提供一種平衡式的高增益且高功率的射頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，采用了對(duì)稱、平衡式的電路結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不僅提高了射頻功率放大器的功率輸出能力，還提高了整個(gè)射頻功率放大器的增益并緩解了散熱的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例，一種平衡式的高增益高功率的射頻功率放大器，包括呈平衡對(duì)稱連接的正交耦合器、3dB功分器、45度移相網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)以及功率放大器。所述功率放大器的前端和后端各有一個(gè)正交耦合器、兩個(gè)3dB功分器、兩個(gè)45度移相網(wǎng)絡(luò)和四個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)。信號(hào)源連接前端正交耦合器的輸入端，所述前端正交耦合器的兩個(gè)輸出端分別連接一個(gè)前端3dB功分器的輸入端;每個(gè)所述前端3dB功分器的兩個(gè)輸出端的其中一個(gè)順序連接45度移相網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大器、匹配網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)后端3dB功分器的一個(gè)輸入端;所述前端3dB功分器的另一個(gè)輸出端順序連接匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大器、匹配網(wǎng)絡(luò)、45度移相網(wǎng)絡(luò)和所述后端3dB功分器的另一個(gè)輸入端;所述兩個(gè)后端3dB功分器的輸出端分別連接后端正交耦合器的一個(gè)輸入端。所述前端正交耦合器將輸入信號(hào)均分為兩路幅度相同但相位相差90度的射頻信號(hào)，所述后端正交耦合器將兩個(gè)后端3dB功分器的輸出信號(hào)合并成單端信號(hào)。所述45度移相網(wǎng)絡(luò)將輸入的信號(hào)延遲45度相位輸出。所述前端和后端正交耦合器的隔離端所接負(fù)載的阻值相同，為Zo。
[0016]輸入信號(hào)經(jīng)前端正交耦合器平均分成兩個(gè)幅度相等但相位相差90度的射頻信號(hào)，然后分別經(jīng)前端3dB功分器均分后到達(dá)下一級(jí)電路。兩個(gè)前端3dB功分器的其中一路輸出信號(hào)經(jīng)45度移相網(wǎng)絡(luò)與匹配網(wǎng)絡(luò)相接，然后到達(dá)功率放大器輸入端，該功率放大器的輸出端直接與匹配網(wǎng)絡(luò)相接，另一路輸出信號(hào)直接與匹配網(wǎng)絡(luò)相接，然后到達(dá)功率放大器輸入端，該功率放大器的輸出端直接與匹配網(wǎng)絡(luò)相接，且該匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端與45度移相網(wǎng)絡(luò)相接。上述四路信號(hào)最后分別通過兩個(gè)后端3dB功分器合成單端輸出，然后經(jīng)過后端正交耦合器將兩個(gè)后端3dB功分器的輸出信號(hào)合成單端輸出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種平衡式的高增益高功率的射頻功率放大器，其特征在于:包括呈平衡對(duì)稱連接的正交耦合器、3dB功分器、45度移相網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)以及功率放大器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡式的高增益高功率的射頻功率放大器，其特征在于:所述功率放大器的前端和后端各有一個(gè)正交耦合器、兩3dB功分器、兩個(gè)45度移相網(wǎng)絡(luò)和四個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡式的高增益高功率的射頻功率放大器，其特征在于:信號(hào)源連接前端正交耦合器的輸入端，所述前端正交耦合器的兩個(gè)輸出端分別連接一個(gè)前端3dB功分器的輸入端;每個(gè)所述前端3dB功分器的兩個(gè)輸出端的其中一個(gè)順序連接45度移相網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大器、匹配網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)后端3dB功分器的一個(gè)輸入端;所述前端3dB功分器的另一個(gè)輸出端順序連接匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大器、匹配網(wǎng)絡(luò)、45度移相網(wǎng)絡(luò)和所述后端3dB功分器的另一個(gè)輸入端;所述兩個(gè)后端3dB功分器的輸出端分別連接后端正交耦合器的一個(gè)輸入端。
【文檔編號(hào)】H03F3/189GK205509994SQ201620335404
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】林俊明, 章國(guó)豪, 張志浩, 余凱
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)