一种平衡式的高增益高功率的射频功率放大器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种平衡式的高增益高功率的射频功率放大器，包括呈平衡对称连接的正交耦合器、3dB功分器、45度移相网络、匹配网络以及功率放大器。信号源连接正交耦合器的输入端，正交耦合器的两个输出端分别连接3dB功分器的输入端；每个所述3dB功分器的两个输出端之一顺序连接45度移相网络、匹配网络、功率放大器、匹配网络和3dB功分器的输入端；另一个输出端顺序连接匹配网络、功率放大器、匹配网络、45度移相网络和3dB功分器的输入端；两个3dB功分器的输出端分别连接正交耦合器一个输入端。该放大器不仅提高了射频功率放大器的功率输出能力，还提高了整个射频功率放大器的增益并缓解了散热的问题。
【专利说明】
一种平衡式的高増益高功率的射频功率放大器
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种功率放大器，尤其涉及一种射频功率放大器。
【背景技术】
[0002]射频功率放大器是无线通信系统的不可缺少的组成部分，主要将功率很小的射频信号无失真地进行放大，并通过天线辐射出去。
[0003]随着现代半导体尺寸的不断缩小，特别对于CMOS器件来说，承受的电压摆幅也越来越小，导致输出功率能力严重下降。
[0004]在中国专利201510150849.1中，通过采用共源共栅结构的射频功率放大器结构来提升功率级的耐压能力，然而共源共栅结构的第二个晶体管的栅极因去耦电容在交流时呈接地状态。随着输入信号功率的增大，输出的电压信号也随着变大，从而会使该结构最上面的晶体管最先出现击穿问题。另外，由于共源共栅结构中的两个晶体管的输出阻抗并不是最佳阻抗，所以输出功率较小。在中国专利201510150849.1中，射频功率放大器采用共源共栅结构，该结构能提高射频功率放大器的耐压能力。然而，这种结构由于堆叠在最底下的晶体管上面的晶体管的栅极的去耦电容的作用，晶体管的栅极在交流时呈接地状态，因此会导致该结构中最上面的晶体管最先出现击穿而最底下面的晶体管最先出现进入线性区的情况;另外，该结构不能很好地保证每个晶体管的输出阻抗都为最佳阻抗，因此，该结构输出功率相对下降。
【实用新型内容】
[0005]在中国专利201510150849.1中，射频功率放大器采用共源共栅结构，该结构能提高射频功率放大器的耐压能力。然而，这种结构由于堆叠在最底下的晶体管上面的晶体管的栅极的去耦电容的作用，晶体管的栅极在交流时呈接地状态，因此会导致该结构中最上面的晶体管最先出现击穿而最底下面的晶体管最先出现进入线性区的情况;另外，该结构不能很好地保证每个晶体管的输出阻抗都为最佳阻抗，因此，该结构输出功率相对下降。本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种平衡式的高增益高功率的射频功率放大器，其通过以下技术方案实现:
[0006]—种平衡式的高增益高功率的射频功率放大器，包括呈平衡对称连接的正交耦合器、3dB功分器、45度移相网络、匹配网络以及功率放大器。
[0007]进一步地，所述功率放大器的前端和后端各有一个正交耦合器、两个3dB功分器、两个45度移相网络和四个匹配网络。
[0008]进一步地，信号源连接前端正交耦合器的输入端，所述前端正交耦合器的两个输出端分别连接一个前端3dB功分器的输入端;每个所述前端3dB功分器的两个输出端的其中一个顺序连接45度移相网络、匹配网络、功率放大器、匹配网络和一个后端3dB功分器的一个输入端;所述前端3dB功分器的另一个输出端顺序连接匹配网络、功率放大器、匹配网络、45度移相网络和所述后端3dB功分器的另一个输入端;所述两个后端3dB功分器的输出端分别连接后端正交耦合器的一个输入端。
[0009]进一步地，所述前端正交耦合器将输入信号均分为两路幅度相同但相位相差90度的射频信号，所述后端正交耦合器将两个后端3dB功分器的输出信号合并成单端信号。
[0010]进一步地，所述45度移相网络将输入的信号延迟45度相位输出。
[0011]进一步地，所述前端和后端正交耦合器的隔离端所接负载的阻值相同，为Zo。
[0012]输入信号经前端正交耦合器平均分成两个幅度相等但相位相差90度的射频信号，然后分别经前端3dB功分器均分后到达下一级电路。两个前端3dB功分器的其中一路输出信号经45度移相网络与匹配网络相接，然后到达功率放大器输入端，该功率放大器的输出端直接与匹配网络相接，另一路输出信号直接与匹配网络相接，然后到达功率放大器输入端，该功率放大器的输出端直接与匹配网络相接，且该匹配网络的输出端与45度移相网络相接。上述四路信号最后分别通过两个后端3dB功分器合成单端输出，然后经过后端正交耦合器将两个后端3dB功分器的输出信号合成单端输出。
[0013]本实用新型的有益效果:本实用新型提供一种平衡式的高增益且高功率的射频功率放大器电路结构，采用了对称、平衡式的电路结构，该结构不仅提高了射频功率放大器的功率输出能力，还提高了整个射频功率放大器的增益并缓解了散热的问题。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例的电路结构图。
【具体实施方式】
[0015]本实用新型的一个较佳实施例，一种平衡式的高增益高功率的射频功率放大器，包括呈平衡对称连接的正交耦合器、3dB功分器、45度移相网络、匹配网络以及功率放大器。所述功率放大器的前端和后端各有一个正交耦合器、两个3dB功分器、两个45度移相网络和四个匹配网络。信号源连接前端正交耦合器的输入端，所述前端正交耦合器的两个输出端分别连接一个前端3dB功分器的输入端;每个所述前端3dB功分器的两个输出端的其中一个顺序连接45度移相网络、匹配网络、功率放大器、匹配网络和一个后端3dB功分器的一个输入端;所述前端3dB功分器的另一个输出端顺序连接匹配网络、功率放大器、匹配网络、45度移相网络和所述后端3dB功分器的另一个输入端;所述两个后端3dB功分器的输出端分别连接后端正交耦合器的一个输入端。所述前端正交耦合器将输入信号均分为两路幅度相同但相位相差90度的射频信号，所述后端正交耦合器将两个后端3dB功分器的输出信号合并成单端信号。所述45度移相网络将输入的信号延迟45度相位输出。所述前端和后端正交耦合器的隔离端所接负载的阻值相同，为Zo。
[0016]输入信号经前端正交耦合器平均分成两个幅度相等但相位相差90度的射频信号，然后分别经前端3dB功分器均分后到达下一级电路。两个前端3dB功分器的其中一路输出信号经45度移相网络与匹配网络相接，然后到达功率放大器输入端，该功率放大器的输出端直接与匹配网络相接，另一路输出信号直接与匹配网络相接，然后到达功率放大器输入端，该功率放大器的输出端直接与匹配网络相接，且该匹配网络的输出端与45度移相网络相接。上述四路信号最后分别通过两个后端3dB功分器合成单端输出，然后经过后端正交耦合器将两个后端3dB功分器的输出信号合成单端输出。
【主权项】
1.一种平衡式的高增益高功率的射频功率放大器，其特征在于:包括呈平衡对称连接的正交耦合器、3dB功分器、45度移相网络、匹配网络以及功率放大器。2.根据权利要求1所述的平衡式的高增益高功率的射频功率放大器，其特征在于:所述功率放大器的前端和后端各有一个正交耦合器、两3dB功分器、两个45度移相网络和四个匹配网络。3.根据权利要求2所述的平衡式的高增益高功率的射频功率放大器，其特征在于:信号源连接前端正交耦合器的输入端，所述前端正交耦合器的两个输出端分别连接一个前端3dB功分器的输入端;每个所述前端3dB功分器的两个输出端的其中一个顺序连接45度移相网络、匹配网络、功率放大器、匹配网络和一个后端3dB功分器的一个输入端;所述前端3dB功分器的另一个输出端顺序连接匹配网络、功率放大器、匹配网络、45度移相网络和所述后端3dB功分器的另一个输入端;所述两个后端3dB功分器的输出端分别连接后端正交耦合器的一个输入端。
【文档编号】H03F3/189GK205509994SQ201620335404
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】林俊明, 章国豪, 张志浩, 余凯
【申请人】广东工业大学