一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器，包括输入匹配电路、栅极偏置电路、晶体管、漏极偏置电路、输出匹配电路、多次谐波抑制电路,是在射频功率放大器的输出网络中添加由多个步进阻抗谐振器组成的具有多次谐波抑制的低通滤波电路，一方面可以实现较好的二至五次谐波抑制和提升线性度；另一方面，输出匹配电路的基波频率具有较低的插入损耗，并且添加的多次谐波抑制电路不会影响输出匹配的带宽。配的带宽。配的带宽。

【技术实现步骤摘要】
一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器。

技术介绍

[0002]射频收发机是无线通信系统中的重要组成部分，因此，追求高性能的射频收发机以满足日益增长的通信系统的性能要求是目前研究热点之一，射频功率放大器是射频收发机的关键部件，也是射频收发机中的主要耗能器件。当射频输入信号增加时，功率放大器进入到非线性区从而产生一系列的谐波分量，会影响功率放大器的效率，输出功率，线性度等性能，从而增加了功率放大器的耗能。因此，人们研究的焦点在于提升这些射频功率放大器的指标。
[0003]目前，已经报道很多种关于回收射频放大器产生的谐波分量的多种方案。中国专利201910600160.2在输出网络中添加串联谐振电路来抑制二次和三次谐波；中国专利201310039803.3提出在输出匹配网络引入λ/2波长短路传输线来抑制偶次谐波分量；而以上这些技术只是回收了少数的谐波分量，且缺少低通滤波性能，对更高次谐波的抑制存在局限性。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器，能够实现二至五次的谐波抑制功能，具有谐波抑制较好，线性度提高，尺寸较小等优点。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器，其特征在于：包括输入匹配电路、栅极偏置电路、晶体管、漏极偏置电路、输出匹配电路、多次谐波抑制电路,所述输入匹配电路输入端作为功率放大器的输入端In，所述输入匹配电路的输出端连接晶体管栅极，所述晶体管源极接地，所述晶体管漏极连接输出匹配电路的输入端，所述输出匹配电路的输出端连接多次谐波抑制电路的输入端，所述多次谐波抑制电路的输出端作为功率放大器的输出端Out，所述栅极偏置电路的输入端与输入匹配电路的输出端连接，所述漏极偏置电路的输入端与晶体管漏极相连，所述多次谐波抑制电路具有低通滤波和多次谐波抑制特性。
[0006]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述多次谐波抑制电路包括第一弯曲窄边步进阻抗谐振器、第二弯曲窄边步进阻抗谐振器、垂直窄边步进阻抗谐振器、微带线M12、微带线M16、L型微带线MTEE1、微带线M20、微带线M21，所述微带线M12的一端作为多次谐波抑制电路的输入端，所述微带线M12的另一端依次串联微带线M16、L型微带线MTEE1、微带线M20后对接微带线M21的其中一端，所述微带线M21的另一端作为功率放大器的输出端Out，所述第一弯曲窄边步进阻抗谐振器与微带线M12连接，所述第二弯曲窄边步进阻抗谐振器与L型微带线MTEE1连接，所述垂直窄边步进阻抗谐振器与微带线M21连接。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述L型微带线MTEE1由第一矩形、第二矩形构成，所述第一矩形、第二矩形分别沿彼此相连方向的长相等，第一矩形背向第二矩形的一端与所述微带线M16连接，第二矩形背向第一矩形的一端与所述微带线M20连接。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第一弯曲窄边步进阻抗谐振器包括宽边微带线M13、以及由微带线M14、圆弧型微带线MCURVE1、微带线M15顺序连接构成的第一弯曲窄边，所述宽边微带线M13一端与微带线M12连接，所述宽边微带线M13另一端与微带线M14连接；所述第二弯曲窄边步进阻抗谐振器包括宽边微带线M17、以及由微带线M18、圆弧型微带线MCURVE2、微带线M19顺序连接构成的第二弯曲窄边，所述宽边微带线M17一端与L型微带线MTEE1连接，所述宽边微带线M17另一端与微带线M18连接；所述垂直窄边步进阻抗谐振器包括窄边微带线M23和宽边微带线M22，所述宽边微带线M22一端与微带线M21连接，所述宽边微带线M22另一端与窄边微带线M23连接。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述微带线M12的短边与微带线M16的短边连接，所述微带线M16的另一短边与L型微带线MTEE1第一矩形背向第二矩形的短边连接，所述L型微带线MTEE1第二矩形背向第一矩形的短边与微带线M20的短边连接，所述微带线M20的另一短边对接微带线M21的短边，所述宽边微带线M13的短边与所述微带线M12的长边连接，所述宽边微带线M17的短边与所述L型微带线MTEE1长边连接，所述宽边微带线M22的短边与所述微带线M21的长边连接，所述微带线M12、微带线M16的长度和L型微带线MTEE1第一矩形的长度总和为2f0的1/4波长，所述微带线M20、微带线M21的长度与L型微带线MTEE1第二矩形的长度总和为4f0的1/4波长，所述微带线M12的宽度与宽边微带线M13的长度的总和为3.3f0的1/4波长，所述微带线M12的长度与宽边微带线M13的宽度相同，所述第一弯曲窄边的总长度为3.3f0的1/4波长，所述宽边微带线M17的长度为5f0的1/4波长，所述宽边微带线M17的宽度与L型微带线MTEE1长度相同，所述窄边微带线M23、宽边微带线M22的长度均为4.5f0的1/4波长，所述微带线M21的长度与宽边微带线M22的宽度相同，其中f0为所述匹配电路的基波频率。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述输入匹配电路包括微带线M1、微带线M2、微带线M3、微带线M4、微带线M5、微带线M6、隔直电容C7，所述微带线M1一端作为输入匹配电路的输入端，所述微带线M1另一端连接隔直电容C7一端，所述隔直电容C7另一端连接微带线M2，所述微带线M2另一端分别连接微带线M3一端、微带线M4一端，所述微带线M4另一端分别连接微带线M5一端、微带线M6一端，所述微带线M6另一端作为输入匹配电路的输出端。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述输出匹配电路包括微带线M9、微带线M10、微带线M11、隔直电容C8，所述微带线M9一端作为输出匹配电路的输入端，所述微带线M9另一端分别连接微带线M10一端、微带线M11一端，所述微带线M11另一端连接隔直电容C8一端，所述隔直电容C8另一端作为输出匹配电路的输出端。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述栅极偏置电路包括电阻R1、栅极滤波电容C1、栅极滤波电容C2、栅极滤波电容C3、扼流微带线M7,所述扼流微带线M7一端作为栅极偏置电路的输入端，所述扼流微带线M7另一端连接电阻R1的一端，所述电阻R1另一端分别连接栅极滤波电容C1一端、栅极滤波电容C2一端、栅极滤波电容C3一端、栅极电压端Vgs，所述栅极滤波电容C1另一端、栅极滤波电容C2另一端、栅极滤波电容C3另一端均接地。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述漏极偏置电路包括扼流微带线M8、漏极滤
波电容C4、漏极滤波电容C5、漏极滤波电容C6，所述扼流微带线M8一端作为漏极偏置电路的输入端，所述扼流微带线M8另一端分别连接漏极滤波电容C4一端、漏极滤波电容C5一端、漏极滤波电容C6一端、漏极电压端Vds，所述漏极滤波电容C4另一端、漏极滤波电容C5另一端、漏极滤波电容C6另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器，其特征在于：包括输入匹配电路（1）、栅极偏置电路（2）、晶体管（3）、漏极偏置电路（4）、输出匹配电路（5）、多次谐波抑制电路（6）,所述输入匹配电路（1）输入端作为功率放大器的输入端In，所述输入匹配电路（1）的输出端连接晶体管（3）栅极，所述晶体管（3）源极接地，所述晶体管（3）漏极连接输出匹配电路（5）的输入端，所述输出匹配电路（5）的输出端连接多次谐波抑制电路（6）的输入端，所述多次谐波抑制电路（6）的输出端作为功率放大器的输出端Out，所述栅极偏置电路（2）的输入端与输入匹配电路（1）的输出端连接，所述漏极偏置电路（4）的输入端与晶体管（3）漏极相连，所述多次谐波抑制电路（6）具有低通滤波和多次谐波抑制特性。2.根据权利要求1所述的一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器，其特征在于：所述多次谐波抑制电路（6）包括第一弯曲窄边步进阻抗谐振器（7）、第二弯曲窄边步进阻抗谐振器（8）、垂直窄边步进阻抗谐振器（9）、微带线M12、微带线M16、L型微带线MTEE1、微带线M20、微带线M21，所述微带线M12的一端作为多次谐波抑制电路（6）的输入端，所述微带线M12的另一端依次串联微带线M16、L型微带线MTEE1、微带线M20后对接微带线M21的其中一端，所述微带线M21的另一端作为功率放大器的输出端Out，所述第一弯曲窄边步进阻抗谐振器（7）与微带线M12连接，所述第二弯曲窄边步进阻抗谐振器（8）与L型微带线MTEE1连接，所述垂直窄边步进阻抗谐振器（9）与微带线M21连接。3.根据权利要求2所述的一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器，其特征在于：所述L型微带线MTEE1由第一矩形（a）、第二矩形（b）构成，所述第一矩形（a）、第二矩形（b）分别沿彼此相连方向的长相等，第一矩形（a）背向第二矩形（b）的一端与所述微带线M16连接，第二矩形（b）背向第一矩形（a）的一端与所述微带线M20连接。4.根据权利要求2所述的一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器，其特征在于：所述第一弯曲窄边步进阻抗谐振器（7）包括宽边微带线M13、以及由微带线M14、圆弧型微带线MCURVE1、微带线M15顺序连接构成的第一弯曲窄边，所述宽边微带线M13一端与微带线M12连接，所述宽边微带线M13另一端与微带线M14连接；所述第二弯曲窄边步进阻抗谐振器（8）包括宽边微带线M17、以及由微带线M18、圆弧型微带线MCURVE2、微带线M19顺序连接构成的第二弯曲窄边，所述宽边微带线M17一端与L型微带线MTEE1连接，所述宽边微带线M17另一端与微带线M18连接；所述垂直窄边步进阻抗谐振器（9）包括窄边微带线M23和宽边微带线M22，所述宽边微带线M22一端与微带线M21连接，所述宽边微带线M22另一端与窄边微带线M23连接。5.根据权利要求2、3或4所述的一种多次谐波抑制的高效射频功率放大器，其特征在于：所述微带线M12的短边与微带线M16的短边连接，所述微带线M16的另一短边与L型微带线MTEE1第一矩形（a）背向第二矩形（b）的短边连接，所述L型微带线MTEE1第二矩形（b）背向第一矩形（a）的短边与微带线M20的短边连接，所述微带线M20的另一短边对接微带线M21的短边，所述宽边微带线M13的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁其聪，姚佳飞，郭宇锋，蔡志匡，王子轩，顾鸣远，
申请(专利权)人：南京邮电大学南通研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：