【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线，具体涉及一种射频功率放大器集成天线。
技术介绍
1、随着无线通信技术的快速发展，对高效率射频前端设备的需求日益增加。功率放大器(power amplifier,pa)作为无线通信系统中至关重要的组成部分，其性能直接影响整个系统的能效和通信质量。然而，传统的pa和天线通常是作为独立的组件分别设计和优化的，这种设计方式不可避免地带来了尺寸大、损耗高、复杂度高等问题，不利于实现无线通信设备的小型化和高性能。
2、在传统的设计中，pa输出端与天线输入端之间需要复杂的输出匹配网络(outputmatching network,omn)，这些网络引入了额外的损耗，降低了系统的效率。为了提高系统效率，现有的pa集成天线设计方案中可以将天线与晶体管的输出阻抗进行直接匹配，去除pa与天线之间的匹配网络，以提高系统效率。但是现有技术中的pa天线集成方案仍不能满足系统的效率需求。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种射频功率放大器集成天线。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术提供了一种射频功率放大器集成天线，包括功率放大器的输入匹配网络、与所述输入匹配网络连接的功率放大晶体管以及与所述功率放大晶体管的输出端直接连接的宽槽天线单元，其中，
3、所述宽槽天线单元包括馈线、辐射主体和至少一组谐波调谐组件，所述辐射主体内部开设有宽槽，用于实现所述功率放大器的基波匹配；所述谐波调谐组件包括多个加
4、在本专利技术的一个实施例中，所述辐射主体为设置于所述宽槽天线单元的基板正面的金属方框，所述金属方框的内部开设有所述宽槽，所述馈线设置于所述基板的背面，且所述馈线与所述金属方框的第一外边缘垂直；
5、所述谐波调谐组件中的多个加载枝节均与所述馈线平行，分别从所述宽槽的第一边缘以及与所述第一边缘相对的第二边缘向所述宽槽内部延伸，所述宽槽的第一边缘和第二边缘均垂直于所述馈线。
6、在本专利技术的一个实施例中，每组谐波调谐组件包括大小相同的4个加载枝节，分别为第一枝节、第二枝节、第三枝节和第四枝节；
7、所述第一枝节和所述第三枝节均从所述宽槽的第一边缘向所述宽槽内部延伸，并且与所述宽槽的第一边缘垂直；
8、所述第二枝节和所述第四枝节均从所述宽槽的第二边缘向所述宽槽内部延伸，并且与所述宽槽的第二边缘垂直；
9、所述第一枝节和所述第二枝节设置在同一直线上，位于所述馈线的第一侧且彼此间隔；所述第三枝节和所述第四枝节设置在同一直线上，且位于所述馈线的第二侧且彼此间隔。
10、在本专利技术的一个实施例中，所述宽槽还包括与所述第一边缘和所述第二边缘垂直的第三边缘和第四边缘，所述第三边缘位于所述馈线的第一侧，所述第四边缘位于所述馈线的第二侧；
11、每个所述加载枝节与所述第三边缘或所述第四边缘之间的间隔大小与所述射频功率放大器集成天线的工作频率相关。
12、在本专利技术的一个实施例中，所述宽槽的第三边缘和第四边缘之间的间隔wf由所述射频功率放大器集成天线的工作频率对应的四分之一波长确定；
13、所述第一枝节的下边缘以及所述第二枝节的下边缘与所述第三边缘之间的距离为wf(n-1)/2n；所述第三枝节的上边缘以及所述第四枝节的上边缘与所述第四边缘之间的距离为wf(n-1)/2n；
14、其中，n表示所述谐波调谐组件用于调谐所述功率放大器的n次谐波阻抗；所述下边缘为所述第一枝节或所述第三枝节远离所述第三边缘的一侧；所述上边缘为所述第二枝节或所述第四枝节远离所述第四边缘的一侧。
15、在本专利技术的一个实施例中，所述至少一组谐波调谐组件包括二次谐波调谐组件和三次谐波调谐组件，其中，
16、所述二次谐波调谐组件用于调谐所述功率放大器的二次谐波的阻抗；所述三次谐波调谐组件用于调谐所述功率放大器的三次谐波的阻抗。
17、在本专利技术的一个实施例中，所述二次谐波的阻抗或所述三次谐波的阻抗均与所述加载枝节的尺寸参数相关；所述尺寸参数包括所述加载枝节的形状、长度、宽度以及不同加载枝节之间的距离中的至少一种。
18、在本专利技术的一个实施例中，调谐所述功率放大器的谐波阻抗包括将所述功率放大器的谐波阻抗调谐至开路状态或短路状态；所述谐波阻抗的阻抗状态与所述功率放大器的工作类型相关。
19、在本专利技术的一个实施例中，在所述功率放大器工作于f类工作状态的情况下，所述至少一组谐波调谐组件用于将所述功率放大器的二次谐波阻抗调谐到短路状态，且将所述功率放大器的三次谐波阻抗调谐到开路状态；
20、在所述功率放大器工作于逆f类工作状态的情况下，所述至少一组谐波调谐组件用于将所述功率放大器的二次谐波阻抗调谐到开路状态，且将所述功率放大器的三次谐波阻抗调谐到短路状态。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：
22、本专利技术提出了一种射频功率放大器集成天线，包括功率放大器的输入匹配网络、晶体管以及宽槽天线单元，其中，宽槽天线单元的输入阻抗用于匹配pa的输出阻抗，并通过其多加载枝节结构引入多个等效的电容、电感谐振网络，通过调节这些加载枝节的数量和长宽及形状(调节等效的电容、电感的数量和大小)可以调节pa的高次谐波阻抗，让功率放大器的谐波阻抗位于预设的开路点或者短路点，使得pa的谐波功率叠加到基波上，将其有效地转化为有用功率，而不是被浪费掉。这种能量回收和再利用能提高pa集成天线的整体效率。
23、以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
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1.一种射频功率放大器集成天线，其特征在于，包括功率放大器的输入匹配网络、与所述输入匹配网络连接的功率放大晶体管以及与所述功率放大晶体管的输出端直接连接的宽槽天线单元，其中，
2.根据权利要求1所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，所述辐射主体为设置于所述宽槽天线单元的基板正面的金属方框，所述金属方框的内部开设有所述宽槽，所述馈线设置于所述基板的背面，且所述馈线与所述金属方框的第一外边缘垂直；
3.根据权利要求2所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，每组谐波调谐组件包括大小相同的4个加载枝节，分别为第一枝节、第二枝节、第三枝节和第四枝节；
4.根据权利要求3所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，所述宽槽还包括与所述第一边缘和所述第二边缘垂直的第三边缘和第四边缘，所述第三边缘位于所述馈线的第一侧，所述第四边缘位于所述馈线的第二侧；
5.根据权利要求4所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，所述宽槽的第三边缘和第四边缘之间的间隔Wf由所述射频功率放大器集成天线的工作频率对应的四分之一波长确定；
6.根据权利要求
7.根据权利要求1至5中任一项所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，所述谐波阻抗与所述加载枝节的尺寸参数相关；所述尺寸参数包括所述加载枝节的形状、长度、宽度以及不同加载枝节之间的距离中的至少一种。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，调谐所述功率放大器的谐波阻抗包括将所述功率放大器的谐波阻抗调谐至开路状态或短路状态；所述谐波阻抗的阻抗状态与所述功率放大器的工作类型相关。
9.根据权利要求8所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，在所述功率放大器工作于F类工作状态的情况下，所述至少一组谐波调谐组件用于将所述功率放大器的二次谐波阻抗调谐到短路状态，且将所述功率放大器的三次谐波阻抗调谐到开路状态；
...【技术特征摘要】
1.一种射频功率放大器集成天线，其特征在于，包括功率放大器的输入匹配网络、与所述输入匹配网络连接的功率放大晶体管以及与所述功率放大晶体管的输出端直接连接的宽槽天线单元，其中，
2.根据权利要求1所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，所述辐射主体为设置于所述宽槽天线单元的基板正面的金属方框，所述金属方框的内部开设有所述宽槽，所述馈线设置于所述基板的背面，且所述馈线与所述金属方框的第一外边缘垂直；
3.根据权利要求2所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，每组谐波调谐组件包括大小相同的4个加载枝节，分别为第一枝节、第二枝节、第三枝节和第四枝节；
4.根据权利要求3所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，所述宽槽还包括与所述第一边缘和所述第二边缘垂直的第三边缘和第四边缘，所述第三边缘位于所述馈线的第一侧，所述第四边缘位于所述馈线的第二侧；
5.根据权利要求4所述的射频功率放大器集成天线，其特征在于，所述宽槽的第三边缘和第四边缘之间的间隔w...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓敬亚，刘文良，卢阳，马晓华，刘昕，冯婷，赵子越，易楚朋，尹佳媛，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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