一种用于极坐标发射机的功率放大器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于极坐标发射机的功率放大器，其特征在于，包含第一功放管、加法器及至少两个谐波注入单元；第一功放管的输出端与加法器的第一输入端连接；谐波注入单元包含依次连接的缺陷地、功放管及移向单元；移向单元的输出端与加法器的输入端连接。缺陷地包含微带线及不全哑铃结构；微带线设置在不全哑铃结构的中间部位。本发明采用DGS结构注入谐波逆F类功放，不仅可以较大的扩展幅度调制带宽，减小幅度放大通道会造成信号失真，同时还能简化内部电路结构，使实现极坐标发射机小型化成为可能。
【专利说明】—种用于极坐标发射机的功率放大器
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波电路的功率放大器，具体涉及一种用于极坐标发射机的功率放大器。
【背景技术】
[0002]极坐标发射机是一种高效率发射机结构，且有助于实现全数字柔性发射机的目标。极坐标发射机与直角坐标发射机不同，需要将直角坐标信息I/Q转换成极坐标ρ/θ信息后分别进行放大，最后再合并成直角坐标调制的信号发射。极坐标发射机的效率优势体现在其能够使用高效率的功放。因此对高性能、小型化极坐标发射机进行研究具有重要的现实意义。
[0003]现有技术中，极坐标发射机通常采用一些E类开关功放结构，提高整个发射机的效率。例如，E类功放输出加入谐振单元和控制漏极电压和电流等方法被采用，但是这些方法无法扩展幅度调制的带宽，带宽受限制的幅度放大通道会造成信号失真。由于脉冲调制器较高的过采样率，进入到电源调制器的信号频率和带宽都会很高，由于开关功放的频率响应带宽有限，要在这种情况下保持较高的平均效率是非常困难的。随着通讯系统对极坐标发射机的线性化和小型化的不断要求，开展从内部结构入手提高极坐标发射机中高效率功放的研究就显得非常重要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种用于极坐标发射机的功率放大器，采用缺陷地结构(defected ground structure, DGS)注入谐波逆F类功放,不仅可以较大的扩展幅度调制带宽，减小幅度放大通道会造成信号失真，同时还能简化内部电路结构，使实现极坐标发射机小型化成为可能。
[0005]为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:一种用于极坐标发射机的功率放大器，该极坐标发射机包含基带信号产生模块、幅相分离模块、调制器、延迟单元、开关电源调制器、相位调制单元、幅度调制单元及功率放大器，基带信号产生模块的输出端与幅相分离模块的输入端连接，幅相分离模块的两路输出分别连接调制器的输入端及延迟单元的输入端，调制器的输出端连接开关电源调制器的输入端，开关电源调制器的输出端与幅度调制单元的输入端连接，延迟单元的输出端与相位调制单元的输入端连接，幅度调制单元的输出端及相位调制单元的输出端分别与功率放大器的第一输入端及第二输入端连接，其特点是，该功率放大器包含:第一功放管、加法器及至少两个谐波注入单元；
上述的第一功放管的输出端与加法器的第一输入端连接；
上述的谐波注入单元包含依次连接的缺陷地、功放管及移向单元；
上述的移向单元的输出端与加法器的输入端连接。
[0006]上述的缺陷地包含微带线及不全哑铃结构；
上述的微带线设置在不全哑铃结构的中间部位。[0007]上述的其中一个谐波注入单元注入二次谐波。
[0008]上述的其中另一个谐波注入单元注入三次谐波。
[0009]上述的不全哑铃结构包含对称设置的矩形框及设置在两矩形框之间的中间连接体。
[0010]上述的矩形框设有开口。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点:本发明扩展了极坐标发射机的幅度调制带宽，从而改善幅度信号的失真；通过DGS注入谐波结构实现逆F类功放，避免了复杂的电路结构，通过优化基频的射频电压和电流波形来获得最大的功率附加效率，调节范围更宽，在电路调试中更加便利，同时保持了功放的高效率，可以改善输出信号的波形、功率输出能力和工作频率上限；通过设计不全哑铃型DGS背面结构的长度I和宽度w等内部结构，实现具有不同谐波选频网络，结构电路简单、易于加工、成本也较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明一种用于极坐标发射机的功率放大器的整体结构示意图。
[0013]图2为本发明缺陷地的整体结构示意图。
[0014]图3为本发明缺陷地的主视图。
[0015]图4为本发明缺陷地的后视图。
[0016]图5为发射机的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
[0018]如图1所示，一种用于极坐标发射机的功率放大器，该极坐标发射机包含基带信号产生模块、幅相分离模块、调制器、延迟单元、开关电源调制器、相位调制单元、幅度调制单元及功率放大器，基带信号产生模块的输出端与幅相分离模块的输入端连接，幅相分离模块的两路输出分别连接调制器的输入端及延迟单元的输入端，调制器的输出端连接开关电源调制器的输入端，开关电源调制器的输出端与幅度调制单元的输入端连接，延迟单元的输出端与相位调制单元的输入端连接，幅度调制单元的输出端及相位调制单元的输出端分别与功率放大器的第一输入端及第二输入端连接，该功率放大器包含:第一功放管1、加法器2及至少两个谐波注入单元；第一功放管I的输出端与加法器2的第一输入端连接；谐波注入单元包含依次连接的缺陷地31、功放管32及移向单元33 ;移向单元33的输出端与加法器2的输入端连接。
[0019]如图2、图3、图4所示，缺陷地31包含微带线311及不全哑铃结构312 ;微带线311设置在不全哑铃结构312的中间部位。其中一个谐波注入单元注入二次谐波。其中另一个谐波注入单元注入三次谐波。如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述的不全哑铃结构312包含对称设置的矩形框3121及设置在两矩形框之间的中间连接体3122。由于该哑铃结构未全部封闭，通过调节矩形框3121的长和宽，可以获得所需的谐波分量。矩形框3121设有开口。
[0020]具体应用:采用新型逆F类功放结构，实现极坐标发射机的幅度调制带宽扩展，改善功放漏极调制的非线性问题，幅度信号放大与恢复过程的非线性失真；从新型逆F类功放内部入手，采用缺陷地31注入谐波电路，设计新型的逆F类功放。普通逆F类通过无源网络来控制谐波分量，到达调节电流和电压波形的目的。注入二次和三次谐波等分量，注入到功率放大器的输出端口达到调节电流和电压波形的目的。背面的不全哑铃结构312有三段长度分别为11、12和13，宽度为W。相对介电常数为
&，通过调节缺陷地31的长度和宽度，使上下两个矩形面积增大的时候，等效电容值会受
到影响，进而影响整个电路的频率响应。同理，当增加中间矩形的宽度，中间矩形的面积增大，电路的频率响应也会发生改变。通过以上原理，即可实现控制谐波分量的效果。调节谐振频率的主要方法是调节谐振环的周长L，即11、12和13之和。该缺陷地31谐振频率可由(I)式得到
【权利要求】
1.一种用于极坐标发射机的功率放大器，该极坐标发射机包含基带信号产生模块、幅相分离模块、调制器、延迟单元、开关电源调制器、相位调制单元、幅度调制单元及功率放大器，基带信号产生模块的输出端与幅相分离模块的输入端连接，幅相分离模块的两路输出分别连接调制器的输入端及延迟单元的输入端，调制器的输出端连接开关电源调制器的输入端，开关电源调制器的输出端与幅度调制单元的输入端连接，延迟单元的输出端与相位调制单元的输入端连接，幅度调制单元的输出端及相位调制单元的输出端分别与功率放大器的第一输入端及第二输入端连接，其特征在于，该功率放大器包含:第一功放管(I)、加法器(2)及至少两个谐波注入单元； 所述的第一功放管(I)的输出端与加法器(2)的第一输入端连接； 所述的谐波注入单元包含依次连接的缺陷地(31)、功放管(32)及移向单元(33); 所述的移向单元(33)的输出端与加法器(2)的输入端连接。
2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的缺陷地(31)包含微带线(311)及不全哑铃结构(312)； 所述的微带线(311)设置在不全哑铃结构(312)的中间部位。
3.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的其中一个谐波注入单元注入二次谐波。
4.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，所述的其中另一个谐波注入单元注入三次谐波。
5.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述的不全哑铃结构(312)包含对称设置的矩形框(3121)及设置在两矩形框之间的中间连接体(3122)。
6.如权利要求5所述的功率放大器，其特征在于，所述的矩形框(3121)设有开口。
【文档编号】H03F3/20GK103560758SQ201310568552
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】赵世巍, 汪霆雷, 蒋开创, 张翔 申请人:上海无线电设备研究所