【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，具体涉及一种高效率多通路氮化镓功率放大器。
技术介绍
1、由于氮化镓(gan)半导体功率器件具备高温、大功率、抗辐射等特性，常用于卫星通讯、雷达等装备中。现有的氮化镓功率放大器为了适应不同功率场景，一般具有高功率高增益通路和低功率低增益通路，高功率高增益通路和低功率低增益通路的两端连接有输入开关和输出开关，输入开关和输出开关用于根据信号应用场景将输入的信号切换到高功率高增益通路或低功率低增益通路进行放大输出。
2、如图1-图2所示，输入开关包括开关1、开关2，输出开关包括开关3和开关4，当开关1和开关2闭合、开关3和开关4断开时，输入信号通过高功率高增益通路放大输出，此时低功率低增益通路不工作，同理，当开关3和开关4闭合、开关1和开关2断开时，输入信号通过低功率低增益通路放大输出，此时高功率高增益通路不工作。其中，输入输出开关均会引入插入损耗，将导致功率放大器功率降低。并且当信号从高功率高增益通路输出，大功率放大模块工作时，由于有大功率信号要通过，开关2耐功率能力对电路可靠性有非常大的影响，开关2的插损在大功率输出时，对电路整体效率的影响非常明显。因此开关2是放大器的大功率输出能力和效率的瓶颈。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高效率多通路氮化镓功率放大器，通过将低功率支路放置在通路切换模块前面作为高功率高增益模块的前级低功率模块，并且省略掉输出开关，可以在信号从高功率高增益模块大功率输出时避免输出开关的插损造成对电路效率的影响。
2、为了实现上述目的，提出以下方案：
3、本专利技术提供一种高效率多通路氮化镓功率放大器，包括公共级低功率模块、通路切换模块、高功率高增益模块，其中，
4、公共级低功率模块，用于对从放大器信号输入端输入的射频信号进行预放大处理，得到预放大信号；
5、通路切换模块用于切换预放大信号的传输通路，传输通路包括高功率高增益模块所在的第一通路以及直接将预放大信号输出至放大器信号输出端的第二通路，
6、高功率高增益模块的输出端与放大器信号输出端连接，用于将预放大信号放大处理后输出。
7、在一些具体的实施方式中，通路切换模块包括第一输入端，第一输出端和第二输出端，第一输入端连接公共级低功率模块的输出端，第一输出端连接高功率高增益模块的输入端，第二输出端连接放大器信号输出端。
8、在一些具体的实施方式中，通路切换模块包括第一切换开关和第二切换开关，第一切换开关的第一端和第二切换开关的第一端连接作为通路切换模块的第一输入端，第一切换开关的第二端作为通路切换模块的第一输出端，第二切换开关的第二端作为通路切换模块的第二输出端。
9、在一些具体的实施方式中，通路切换模块包括单刀双掷开关，单刀双掷开关的动触点作为通路切换模块的第一输入端，单刀双掷开关的两个静触点分别作为通路切换模块的第一输出端和第二输出端。
10、在一些具体的实施方式中，公共级低功率模块包括依次串联的公共级输入匹配网络、公共级放大器以及公共级输出匹配网络，公共级输出匹配网络的输出端连接通路切换模块的第一输入端。
11、在一些具体的实施方式中，高功率高增益模块包括依次串联的前级输入匹配网络、第二放大器、级间匹配网络、第三放大器和输出匹配网络，前级输入匹配网络的输入端与通路切换模块的第一输出端连接，输出匹配网络的输出端连接电路放大器信号输出端。
12、在一些具体的实施方式中，放大器信号输入端通过第一电容连接公共级输入匹配网络的输入端，公共级输出匹配网络的输出端通过第二电容与通路切换模块的第一输入端连接。
13、在一些具体的实施方式中，第一切换开关和第二切换开关均采用单刀单掷开关。
14、在一些具体的实施方式中，第一切换开关闭合且第二切换开关断开时，射频信号从放大器输入端输入后依次通过公共级低功率模块进行预放大处理后，通过第一切换开关输入到高功率高增益模块中进行再次放大处理后从放大器输出端输出。
15、在一些具体的实施方式中，第一切换开关断开且第二切换开关闭合时，射频信号从放大器输入端输入后依次通过公共级低功率模块进行预放大处理后，通过第二切换开关直接从放大器输出端输出。
16、本申请的专利技术构思为：
17、现有的，为了适应不同的功率输出场景，需要根据场景所需功率切换信号传输的通道，现有的一般是采用输入开关和输出开关选择对应的功率通路，来实现不同的工作模式切换。这种方案中，在信号从高功率高增益通路输出时，由于有大功率要通过输出开关，对输出开关的要求很高，需要输出开关具有有较高的抗烧毁功率容量；同时p-0.1需要大于该通路下的功率输出；并且插入损耗需要尽量小，以避免因引入的插损带来功率和效率的下降。
18、本申请中为了在信号通过高功率高增益模块时降低输出开关的插损影响，省略掉输出开关，同时将低功率低增益模块放置在通路切换模块之前作为高功率高增益通路（第一通路）和低功率低增益通路（第二通路）的公共级，由原来高功率高增益模块和低功率低增益模块并联在放大器输入端变为低功率低增益模块、通路切换模块、高功率高增益模块的级联结构，这样整个电路中通路切换模块均工作在小功率下，对开关的功率容量与线性度要求降低，使得系统工作在更加高效和稳定的状态下。
19、另外由于现有的高功率高增益模块中含有多级功率放大器，而低功率低增益模块刚好可以作为高功率高增益模块的前级放大，因此，将低功率低增益模块放置在通路切换模块之前作为公共级低功率模块与放大器信号输入端连接，对输入的信号进行预放大处理，使得信号输出既能满足第二通路的输出要求，又满足第一通路的输入要求，这样高功率高增益模块的前级放大也可以省去，从而简化了设计。
20、本专利技术具有的有益效果：
21、本专利技术提供的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，省略掉放大器信号输出端的输出开关，同时将低功率低增益模块放置在通路切换模块之前作为第一通路和第二通路的公共级，这样整个电路中通路切换模块均工作在小功率下，对开关的功率容量与线性度要求降低，可以更容易的对开关高频插损和隔离度指标进行提升设计，使得系统工作在更加高效和稳定的状态下。
22、另外通路切换模块中第二切换开关也起到高隔离度的作用，降低从第一通泄露到第二通路而回到低功率低增益模块的反馈效应，从而降低第一通路功率泄露导致电路振荡的风向，当第二切换开关闭合时还能作为一个射频通路来简化供电设计。
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1.一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，包括公共级低功率模块、通路切换模块、高功率高增益模块，其中，
2.根据权利要求1所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，通路切换模块包括第一输入端、第一输出端和第二输出端，第一输入端连接公共级低功率模块的输出端，第一输出端连接高功率高增益模块的输入端，第二输出端连接放大器信号输出端。
3.根据权利要求2所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，通路切换模块包括第一切换开关和第二切换开关，第一切换开关的第一端和第二切换开关的第一端连接作为通路切换模块的第一输入端，第一切换开关的第二端作为通路切换模块的第一输出端，第二切换开关的第二端作为通路切换模块的第二输出端。
4.根据权利要求2所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，通路切换模块包括单刀双掷开关，单刀双掷开关的动触点作为通路切换模块的第一输入端，单刀双掷开关的两个静触点分别作为通路切换模块的第一输出端和第二输出端。
5.根据权利要求2所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，公共级低功率模
6.根据权利要求2所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，高功率高增益模块包括依次串联的前级输入匹配网络、第二放大器、级间匹配网络、第三放大器和输出匹配网络，前级输入匹配网络的输入端与通路切换模块的第一输出端连接，输出匹配网络的输出端连接电路放大器信号输出端。
7.根据权利要求3所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，第一切换开关和第二切换开关均采用单刀单掷开关。
8.根据权利要求7所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，第一切换开关闭合且第二切换开关断开时，射频信号从放大器输入端输入后依次通过公共级低功率模块进行预放大处理后，通过第一切换开关输入到高功率高增益模块中进行再次放大处理后从放大器输出端输出。
9.根据权利要求7所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，第一切换开关断开且第二切换开关闭合时，射频信号从放大器输入端输入后依次通过公共级低功率模块进行预放大处理后，通过第二切换开关直接从放大器输出端输出。
...【技术特征摘要】
1.一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，包括公共级低功率模块、通路切换模块、高功率高增益模块，其中，
2.根据权利要求1所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，通路切换模块包括第一输入端、第一输出端和第二输出端，第一输入端连接公共级低功率模块的输出端，第一输出端连接高功率高增益模块的输入端，第二输出端连接放大器信号输出端。
3.根据权利要求2所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，通路切换模块包括第一切换开关和第二切换开关，第一切换开关的第一端和第二切换开关的第一端连接作为通路切换模块的第一输入端，第一切换开关的第二端作为通路切换模块的第一输出端，第二切换开关的第二端作为通路切换模块的第二输出端。
4.根据权利要求2所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，通路切换模块包括单刀双掷开关，单刀双掷开关的动触点作为通路切换模块的第一输入端，单刀双掷开关的两个静触点分别作为通路切换模块的第一输出端和第二输出端。
5.根据权利要求2所述的一种高效率多通路氮化镓功率放大器，其特征在于，公共级低功率模块包括依次串联的公共级输入...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德成，张开富，罗力伟，王祁钰，
申请(专利权)人：四川益丰电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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