专利名称：功率放大模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及功率放大技术，特别是涉及高频宽带功率放大模块。
背景技术：
高频宽带功率放大模块已广泛应用于超短波广播通信、雷达、高能激励、射频电源、以及光伏产业等宽带技术领域中。现有的功率放大模块的一种结构如附图I所示，包括输入阻抗变换网络、偏置电路、场效应管(如型号为MRFE6VP5600H的场效应管)、输出阻抗变换网络以及供电电路；其中，输入阻抗变换网络与场效应管和偏置电路分别连接，输出阻抗变换网络与场效应管和供电电路分别连接。输入阻抗变换网络将输入的射频信号进行阻抗变换后通过端口(PORT)传输给场效应管的栅极，并通过场效应管传输至输出阻抗变换网络，最终射频信号由输出阻抗变换网络输出。·发明人在实现本实用新型过程中发现在宽带应用环境中，展宽现有的功率放大模块的通频带之后，输入阻抗变换网络和输出阻抗变换网络自身的电路阻抗会与场效应管器件阻抗存在不匹配问题；且功率放大模块工作在宽带模式下某些频点时容易产生振荡；另外，在展宽通频带后，场效应管由于自身阻抗的原因会导致功率放大模块对不同频率输入的响应较差，频响波动较大；还有，偏置电路和输入阻抗变换网络连接后会产生低频自激问题。为避免上述问题，虽然可以针对展宽的通频带(如24-llOMHz的工作频段)应用中采用两个功率放大器，且每个功率放大器工作在不同的频段中，来满足相应的功率放大需求，然而，这种实现方法给功率放大模块的实际应用带来了不便，且增加了功率放大的实现成本。有鉴于上述现有的功率放大模块存在的问题，发明人基于从事此类产品设计制造多年的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的功率放大模块，能够克服现有的功率放大模块存在的问题，使其更具实用性。经过不断的研究设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于，克服现有的功率放大模块存在的技术问题，而提供一种新的功率放大模块，所要解决的技术问题是，使功率放大模块可以很方便的应用于宽带应用环境(如工作频率为24MHZ-1 IOMHz的应用环境)中，从而在满足功率放大的同时实现低成本。本实用新型的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种功率放大模块，包括偏置电路、输入阻抗变换网络、场效应管、输出阻抗变换网络、供电电路、两个匹配电路和两个反馈电路；所述偏置电路通过一个匹配电路与所述输入阻抗变换网络连接，所述输入阻抗变换网络与所述场效应管的栅极连接，所述两个反馈电路分别与场效应管的漏极和栅极连接，所述供电电路通过另一个匹配电路与所述输出阻抗变换网络连接，所述输出阻抗变换网络与所述场效应管的漏极连接。本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。较佳的，前述的功率放大模块，其中所述偏置电路为输出+5V直流电压的偏置电路。较佳的，前述的功率放大模块，其中所述偏置电路为基于多级退耦电路形式的偏置电路；且所述供电电路为基于多级退耦电路形式的供电电路。较佳的，前述的功率放大模块，其中所述场效应管为型号为MRFE6VP5600H的场效
应管。 较佳的，前述的功率放大模块，其中所述场效应管衬底的硅脂的厚度不小于30 μ m，且力矩不小于7. 5N。较佳的，前述的功率放大模块，其中所述输入阻抗变换网络为4 1阻抗变换，且所述输出阻抗变换网络为I :4阻抗变换。较佳的，前述的功率放大模块，其中所述输入阻抗变换网络和输出阻抗变换网络的变压器的磁芯均为“日”字形磁芯，且所述输入阻抗变换网络和输出阻抗变换网络的变压器包括聚四氟乙烯线和防波套管。较佳的，前述的功率放大模块，其中与所述输入阻抗变换网络连接的匹配电路包括两个二极管，且所述两个二极管的负极均通过输入阻抗变换网络与所述场效应管的栅极连接。较佳的，前述的功率放大模块，其中所述供电电路为+ 48V供电电路。较佳的，前述的功率放大模块，其中所述反馈电路为基于RC网络的反馈电路。借由上述技术方案，本实用新型的功率放大模块至少具有下列优点及有益效果本实用新型通过在功率放大模块中设置与场效应管的栅极和漏极连接的反馈电路、与偏置电路和输入阻抗变换网络连接的匹配电路、以及与供电电路和输出阻抗变换网络连接的匹配电路，在展宽通频带(如工作频率为24MHZ-1 IOMHz)后，不但可以有效抑制功率放大模块自身电路的低频自激现象，而且可以避免频率振荡现象的产生；提高功率放大模块的稳定性，有效改善功率放大模块的频率响应性能，从而完全可以使用一个功率放大模块来满足相应的频段内的功率放大需求；最终本实用新型的功率放大模块可以很方便的应用于多种宽带领域中，在满足了功率放大模块的相关指标的同时，降低了功率放大模块的成本，非常适于实用。综上所述，本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，成为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征以及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图I为现有技术的功率放大模块的示意图；[0023]图2为本实用新型的功率放大模块的示意图；图3为本实用新型的功率放大模块的一个具体电路图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的功率放大模块其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。本实用新型的功率放大模块如附图2所示。在图2中，功率放大模块主要包括偏置电路I (也可以称为偏置稳压电路)、输入阻抗变换网络2、场效应管3 (也可以称为功率放大管，或简称为功放管)、输出阻抗变换网络4、供电电路5、两个匹配电路6、以及两个反馈电路7。 偏置电路I通过一个匹配电路6与输入阻抗变换网络2连接，该输入阻抗变换网络2还同时与场效应管3的栅极连接，即偏置电路I通过匹配电路6以及输入阻抗变换网络2与场效应管3的栅极连接。两个反馈电路7分别与场效应管3的漏极和栅极连接，例如，其中一个反馈电路7与场效应管3的一栅极和一漏极分别连接，而另一个反馈电路7与场效应管3的另一栅极和另一漏极分别连接，再例如，场效应管3的栅极共接点与两个反馈电路7的一端分别连接，而场效应管3的漏极共接点与两个反馈电路7的另一端分别连接。供电电路5通过另一个匹配电路6与输出阻抗变换网络4连接，该输出阻抗变换网络4还同时与场效应管3的漏极连接，即供电电路5通过匹配电路6以及输出阻抗变换网络4与场效应管3的漏极连接。上述偏置电路I可以包括型号为78M05的稳压块、电阻以及电容等元件，且偏置电路I可以对外提供+5V的直流电压的偏置。上述输入阻抗变换网络2和输出阻抗变换网络4可以均包括变压器等元件。上述场效应管3可以选用型号为MRFE6VP5600H的场效应管，如freescale公司生产的型号为MRFE6VP5600H的场效应管。上述供电电路5可以为+48V的供电电路。上述匹配电路6可以包括多个电阻以及二极管元件。上述反馈电路7可以包括多个电阻和电容元件。功率放大模块工作的一个具体的例子供电电路5输出的直流+48V经匹配电路6匹配和滤波后，为MRFE6VP5600H的场效应管的漏极提供稳定的电压；偏置电路I对外提供稳定的+5V直流电压的偏置，该+5V直流电压经匹配网络6分压后为MRFE6VP5600H的场效应管的栅极提供其所需的偏置电流；功率放大模块的输入射频信号(RF)在经过4 1的输入阻抗变换网络2以及初级的匹配电路6相互配合后，被传输至MRFE6VP5600H的场效应管3的栅极；该射频信号经MRFE6VP5600H的场效应管的放大后，经过I :4的输出阻抗变换网络4以及次极的匹配电路6的相互调谐后，形成放大后的射频信号，并输出。本实用新型的功率放大模块的一个具体的电路图如附图3所示。具体的，本实用新型的偏置电路I包括图3中的78M05、R4、R2以及C8 ;输入阻抗变换网络2包括图3中的Tl等；输出阻抗变换网络4包括图3中的T2等；匹配电路6包括图3中的1 5、1 6、1 7、1 8、02和03等；反馈电路7包括图3中的R11、R12以及C7。各元件之间的连接关系如图3所示，在此不再详细说明。本实用新型在展宽通频带(如工作频率为24MHZ-1 IOMHz)后，通过在功率放大模块中设置反馈电路7，并通过匹配电路6和输入/输出阻抗变换网络的相互结合，有效抑制了功率放大模块自身电路的低频自激现象,从而提高了功率放大模块的稳定性。本实用新型的场效应管3在安装过程中，应注意采用防静电措施；另外，场效应管3的衬底的娃脂不但要涂均匀，而且厚度应不小于30 μ m,力矩应不小于7. 5N ;从而不但可以保证场效应管3的源极能够可靠接地，而且还可以避免出现散热不良的问题，最终有效减少了场效应管3因热失效造成的电击穿现象。本实用新型的输入阻抗变换网络2和输出阻抗变换网络4的变压器可以根据实际应用环境选择合适的磁芯，如采用“日”字形的磁芯，并采用独特的变压器制作工艺，如采用聚四氟乙烯线和防波套管的制作方式来制作变压器，而不采用同轴电缆的制作方式。本实用新型通过输入/输出阻抗变换网络与匹配电路的连接可以实现宽带频率的输出。本实用新型的偏置电路I和供电电路5可以均采用多级退耦电路的形式，以压制某些频段的自激现象。本实用新型通过在初级匹配电路中设置两个二极管，并使这两个二极管的正极均接地，两个负极通过输入阻抗变换网络2均与场效应管3的栅极连接，可以有效抑制反向脉冲，保护场效应管3的栅极，改变栅极的阻抗匹配，从而改善功率放大模块的频响。本实用新型的通过设置反馈电路7，在两个栅极之间形成并连电阻，从而可以降低输入阻抗变换网络2的Q值，最终可以抑制功率放大模块的自激的现象。本实用新型的反馈电路通过采用RC网络的形式，并通过偏置电路I和输入阻抗变换网络2与匹配电路6的相互配合，从而在展宽通频带之后，可以有效改善功率放大模块的频率响应性能。以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种功率放大模块，其特征在于，包括偏置电路、输入阻抗变换网络、场效应管、输出阻抗变换网络、供电电路、两个匹配电路和两个反馈电路； 所述偏置电路通过一个匹配电路与所述输入阻抗变换网络连接，所述输入阻抗变换网络与所述场效应管的栅极连接，所述两个反馈电路分别与场效应管的漏极和栅极连接，所述供电电路通过另一个匹配电路与所述输出阻抗变换网络连接，所述输出阻抗变换网络与所述场效应管的漏极连接。
2.根据权利要求I所述的功率放大模块，其特征在于，所述偏置电路为输出+5V直流电压的偏置电路。
3.根据权利要求I所述的功率放大模块，其特征在于，所述偏置电路为基于多级退耦电路形式的偏置电路；且所述供电电路为基于多级退耦电路形式的供电电路。
4.根据权利要求I所述的功率放大模块，其特征在于，所述场效应管为型号为MRFE6VP5600H的场效应管。
5.根据权利要求I所述的功率放大模块，其特征在于，所述场效应管衬底的硅脂的厚度不小于30 μ m,且力矩不小于7· 5N。
6.根据权利要求I所述的功率放大模块，其特征在于，所述输入阻抗变换网络为41阻抗变换，且所述输出阻抗变换网络为I :4阻抗变换。
7.根据权利要求I所述的功率放大模块，其特征在于，所述输入阻抗变换网络和输出阻抗变换网络的变压器的磁芯均为“日”字形磁芯，且所述输入阻抗变换网络和输出阻抗变换网络的变压器包括聚四氟乙烯线和防波套管。
8.根据权利要求I所述的功率放大模块，其特征在于，与所述输入阻抗变换网络连接的匹配电路包括两个二极管，且所述两个二极管的负极均通过输入阻抗变换网络与所述场效应管的栅极连接。
9.根据权利要求I所述的功率放大模块，其特征在于，所述供电电路为十48V供电电路。
10.根据权利要求I所述的功率放大模块，其特征在于，所述反馈电路为基于RC网络的反馈电路。
专利摘要本实用新型是有关于功率放大模块，包括偏置电路、输入阻抗变换网络、场效应管、输出阻抗变换网络、供电电路、两个匹配电路和两个反馈电路；所述偏置电路通过一个匹配电路与输入阻抗变换网络连接，所述输入阻抗变换网络与场效应管的栅极连接，所述两个反馈电路分别与场效应管的漏极和栅极连接，所述供电电路通过另一个匹配电路与输出阻抗变换模块连接，所述输出阻抗变换模块与场效应管的漏极连接。本实用新型提供的技术方案可以使功率放大模块很方便的应用于宽带应用环境中，如可以很好的适用于工作频率为24MHz-110MHz的应用环境中，在满足功率放大要求的同时实现低成本。
文档编号H03F3/20GK202713237SQ20122037494
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者王建国, 陈凯 申请人:北京北广科技股份有限公司