一种多频段射频功率放大器的制作方法

本实用新型涉及功率放大器，特别是一种多频段射频功率放大器。

背景技术：

LTE 因其高传输速率、低系统延迟和优化数据包的无线传输技术使得在下一代的移动通信中占据的主导地位，2013 年12 月4 日下午工信部正式向三大运营商发布4G 牌照，中国移动、中国电信和中国联通均获得TD-LTE 牌照这也标志着中国进入4G 时代。然而全球因为不同地区选择的LTE 频段互不相同。例如北美选择的是700/800 和1700/1900MHz，欧洲使用的是800/1800/2600MHz，亚洲选择使用2400/2600MHz 频段。这样不同地区频段不同会导致某地区使用的终端可能在另一地区就无法使用，因此需要使用支持多频段的终端设备。

射频功率放大器作为无线通信设备的核心部件，位于发射机的末端，是终端射频设备的重要前端组成部分。目前解决多频段的传统功率放大器的主要实现方式是集成多个支持不同频段的射频功率放大器。但是这种实现方式具有面积大，电路结构复杂，功耗和成本都很高的问题。

很多传统的无线设备工作效率低下，造成了大量的资源浪费，因此如何提高通信系统工作效率，减小运营成本和能耗提高通信行业的经济效益成为人们研究的热点。

如何同时实现既支持多频段可调，又具有高工作效率的射频功率放大器成为业内值得研究的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多频段射频功率放大器，该功率发大器采用可调谐输入输出匹配网络，实现功率放大器在不同频段进行工作，设置反馈网络，有效改善功率放大器的增益平坦度，设置滤波电路有效滤除放大后的射频信号的杂波。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种多频段射频功率放大器，它包括可调谐输入匹配网络、功率放大晶体管、反馈网络、滤波电路、直流偏置供电网络、稳定网络和可调谐输出匹配网络，射频信号由可调谐输入匹配网络的输入端接入，可调谐输入匹配网络的输出端与功率放大晶体管的输入端连接，功率放大晶体管的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与可调谐输出匹配网络的输入端连接，放大后的信号经可调谐输出匹配网络的输出端输出，所述的反馈网络的一端通过第一隔直流电容与滤波电路的输出端连接，另一端与功率放大晶体管的输入端连接，所述的直流偏置供电网络的一端与功率放大晶体管的输出端连接，另一端与功率放大晶体管的输入端连接，所述的稳定网络连接在可调谐输入匹配网络与功率放大晶体管之间。

所述的滤波电路包括高通滤波电路和低通滤波电路。

所述的反馈网络包括一个电感和两个电阻，其中第一电感与第一电阻并联后，再与第二电阻串联，形成一个二端口网络。

所述的可调谐输入匹配网络包括：第二至第四隔直电容、第五至第六输入可调匹配电容、第三至第五扼流电感和第六输入匹配电感，其中：所述第二隔直电容一端作为信号输入端，另一端依次通过第五输入可调匹配电容、第三隔直电容、第六输入匹配电感、第四隔直电容与功率放大晶体管相连接；所述第五扼流电感一端接地，另一端连接于第二隔直电容与第五输入可调匹配电容之间；所述第三扼流电感一端接偏置，另一端连接于第五输入可调匹配电容与第三隔直电容之间；所述第四扼流电感一端接偏置，另一端连接于第三隔直电容与第六输入匹配电感之间；所述第六输入可调匹配电容一端接地，另一端连接于第三隔直电容与第六输入匹配电感之间。

所述的稳定网络采用RLC 网络，包括依次串联连接的第三电阻、第二电感和第十三电容，其中，第三电阻一端连接于第四隔直电容与功率放大晶体管之间，另一端连接于第二电感；第十三电容一端连接于第二电感，另一端接地。

所述的直流偏置供电网络包括偏置供电和漏极供电两部分；其中偏置供电由第四电阻、第七和第八退耦电容组成，第四电阻一端与外部偏置电压供电端连接，另一端与功率放大晶体管的栅极连接，第七和第八退耦电容并联在偏置电压供电端到地之间；漏极供电包括第七电感、第五电阻以及第九和第十退耦电容；其中第七电感一端与外部漏极供电端子连接，另一端与功率放大晶体管的漏极连接，第五电阻与第七电感并联，第九和第十退耦电容并联在漏极供电端子和地之间。

所述的可调谐输出匹配网络包括第十一隔直电容、第九扼流电感、第十二可变输出匹配电容和第八输出匹配电感，其中：所述第十一隔直电容与第八输出匹配电感相连接，所述第八输出匹配电感另一端接滤波电路的输出端；所述第九扼流电感一端连接于第十一隔直电容与第八输出匹配电感之间，另一端接直流偏置供电网络；所述第十二可变输出匹配电容一端连接于第十一隔直电容与第八输出匹配电感之间，另一端接地。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种多频段射频功率放大器，该功率放大器采用可调谐输入输出匹配网络，实现功率放大器在不同频段进行工作，设置反馈网络，有效改善功率放大器的增益平坦度，设置滤波电路有效滤除放大后的射频信号的杂波。

附图说明

图1为功率放大器结构框图；

图2为反馈网络电路图；

图3为可调谐输入匹配网络电路图；

图4为稳定网络电路图；

图5为直流偏置供电网络电路图；

图6为可调谐输出匹配网络电路图；

图中，C1-第一隔直流电容，C2-第二隔直电容，C3-第三隔直电容，C4-第四隔直电容，C5-第五输入可调匹配电容，C6-第六输入可调匹配电容，C7-第七退耦电容，C8-第八退耦电容，C9-第九退耦电容，C10-第十退耦电容，C11-第十一隔直电容，C12-第十二可变输出匹配电容, C13-第十三电容，L1-第一电感，L2-第二电感，L3-第三扼流电感，L4-第四扼流电感，L5-第五扼流电感，L6-第六输入匹配电感，L7-第七电感，L8-第八输出匹配电感，L9-第九扼流电感，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种多频段射频功率放大器，它包括可调谐输入匹配网络、功率放大晶体管、反馈网络、滤波电路、直流偏置供电网络、稳定网络和可调谐输出匹配网络，射频信号由可调谐输入匹配网络的输入端接入，可调谐输入匹配网络的输出端与功率放大晶体管的输入端连接，功率放大晶体管的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与可调谐输出匹配网络的输入端连接，放大后的信号经可调谐输出匹配网络的输出端输出，所述的反馈网络的一端通过第一隔直流电容C1与滤波电路的输出端连接，另一端与功率放大晶体管的输入端连接，所述的直流偏置供电网络的一端与功率放大晶体管的输出端连接，另一端与功率放大晶体管的输入端连接，所述的稳定网络连接在可调谐输入匹配网络与功率放大晶体管之间。

所述的滤波电路包括高通滤波电路和低通滤波电路。

如图2所示，所述的反馈网络包括一个电感和两个电阻，其中第一电感L1与第一电阻R1并联后，再与第二电阻R2串联，形成一个二端口网络。

如图3所示，所述的可调谐输入匹配网络包括：第二至第四隔直电容C2、C3、C4、第五至第六输入可调匹配电容C4、C6、第三至第五扼流电感L3、L4、L5和第六输入匹配电感L6，其中：所述第二隔直电容C2一端作为信号输入端，另一端依次通过第五输入可调匹配电容C5、第三隔直电容C3、第六输入匹配电感L6、第四隔直电容C4与功率放大晶体管相连接；所述第五扼流电感L5一端接地，另一端连接于第二隔直电容C2与第五输入可调匹配电容C5之间；所述第三扼流电感L3一端接偏置，另一端连接于第五输入可调匹配电容C5与第三隔直电容C3之间；所述第四扼流电感L4一端接偏置，另一端连接于第三隔直电容C3与第六输入匹配电感L6之间；所述第六输入可调匹配电容C6一端接地，另一端连接于第三隔直电容C3与第六输入匹配电感L6之间。

如图4所示，所述的稳定网络采用RLC 网络，包括依次串联连接的第三电阻R3、第二电感L2和第十三电容C13，其中，第三电阻R3一端连接于第四隔直电容C4与功率放大晶体管之间，另一端连接于第二电感L2；第十三电容C13一端连接于第二电感L2，另一端接地。

如图5所示，所述的直流偏置供电网络包括偏置供电和漏极供电两部分；其中偏置供电由第四电阻R4、第七和第八退耦电容C7、C8组成，第四电阻R4一端与外部偏置电压供电端连接，另一端与功率放大晶体管的栅极连接，第七和第八退耦电容C7、C8并联在偏置电压供电端到地之间；漏极供电包括第七电感L7、第五电阻R5以及第九和第十退耦电容C9、C10；其中第七电感L7一端与外部漏极供电端子连接，另一端与功率放大晶体管的漏极连接，第五电阻R5与第七电感L7并联，第九和第十退耦电容C9、C10并联在漏极供电端子和地之间。

如图6所示，所述的可调谐输出匹配网络包括第十一隔直电容C11、第九扼流电感L9、第十二可变输出匹配电容C12和第八输出匹配电感L8，其中：所述第十一隔直电容C11与第八输出匹配电感L8相连接，所述第八输出匹配电感L8另一端接滤波电路的输出端；所述第九扼流电感L9一端连接于第十一隔直电容C11与第八输出匹配电感L8之间，另一端接直流偏置供电网络；所述第十二可变输出匹配电容C12一端连接于第十一隔直电容C11与第八输出匹配电感L8之间，另一端接地。

本实用新型的功率放大器采用可调谐输入输出匹配网络，实现功率放大器在不同频段进行工作，设置反馈网络，有效改善功率放大器的增益平坦度，设置滤波电路有效滤除放大后的射频信号的杂波。