一种宽带可重构射频功率放大器的制作方法

本发明属于通信领域，具体涉及一种宽带可重构射频功率放大器。

背景技术：

未来无线通信系统将会朝着智能化和多元化的方向发展，可重构理论作为实现系统智能化的关键技术，是指通过开关和变容器件等可重构器件对无源网络的控制，使得模块可以重构，以实现不同的功能。多元化指的是各种通信系统互存互容，宽带技术是实现多元化的重要手段。功率放大器作为系统关键模块，对其进行可重构和宽带研究已经成为学术界和工业界的热点。

但是目前已有宽带可重构电路结构复杂，理论实现困难，并且缺乏通用性。同时可重构器件基本采用集总参数进行设计，不能满足较高频段正常工作的要求，且对最终制版带来一定的影响。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种宽带可重构射频功率放大器，包括：输入端口、输入匹配电路、偏置电路、输出匹配电路和输出端口；

所述输入匹配电路由两个干路结构相同的带通滤波网络组成；

所述输出匹配电路与输入匹配电路采用相同的结构；

所述偏置电路由晶体管、栅极偏置电路、漏极偏置电路和稳定电路组成。

所述输入匹配电路包括pin开关，所述pin开关包括1/4波长的短路微带线和随频率等效为电容电感的微带线。

所述输入匹配电路由两个干路结构相同的带通滤波网络组成，分别对应1.5-3.0ghz和3.5-5.0ghz；

所述带通滤波网络为由封闭形式解理论求得的滤波器经化简和推导得到的带通滤波网络，即根据封闭形式解理论求得低通滤波器，对低通滤波器进行低通—带通转换，对所得带通滤波器进行诺顿变换，使阻抗化简为50欧姆。

所述稳定电路由rc谐振电路组成。

在需要高阶的带通滤波网络的情况下，通过采用j/k倒相器理论对高阶滤波器进行化简，从而利用权利要求1所述的结构设计。

本发明的有益效果：

本发明提出一种宽带可重构射频功率放大器，以封闭形式解求得的带通滤波网络为基础，在保证不同频段内干路电路相同的情况下，利用lc谐振电路原理所设计的pin开关对支路控制，达到匹配网络在不同的宽带范围内切换的目的，使得功放结构简单，同时降低了功放设计的难度和成本。

本发明通过1/4波长的短路线来等效lc所构成的谐振子，串接微带线等效电感串接电容并联的π型网络，降低集总元件在高频处的影响，进一步优化了电路。

在需要高阶的带通滤波网络时，通过采用j/k倒相器理论对高阶滤波器进行化简，从而利用本发明的结构设计，是对可重构宽带功放理论的推广，使之具有通用性。

所提出的可重构宽带电路结构是对可重构理论和功放理论的充实，对当前的智能硬件系统具有指导意义。

本发明设计合理，易于实现，具有很好的实用价值。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中所述宽带可重构射频功率放大器的结构示意图。

图中：1、输入端口；2、输入匹配电路；3、偏置电路；4、输出匹配电路；5、输出端口；6、pin开关。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明做出进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种宽带可重构射频功率放大器，如图1所示，包括输入端口1、输入匹配电路2、偏置电路3、输出匹配电路4和输出端口5；

所述输入匹配电路2由两个干路结构相同的带通滤波网络组成，分别对应1.5-3.0ghz和3.5-5.0ghz；所述输入匹配电路2包括pin开关6，所述pin开关6包括1/4波长的短路微带线和随频率等效为电容电感的微带线；

所述输入匹配电路2通过利用pin开关6控制网络支路的不同实现输入匹配网络在不同频带的切换；

所述输出匹配电路4与输入匹配电路2采用相同的结构；

所述输出匹配电路4通过利用pin开关6控制网络支路的不同实现输出匹配网络在不同频带的切换；

所述带通滤波网络为由封闭形式解理论求得的滤波器经化简和推导得到的带通滤波网络，即根据封闭形式解理论求得低通滤波器，对低通滤波器进行低通—带通转换，对所得带通滤波器进行诺顿变换，使阻抗化简为50欧姆；

所述偏置电路3由晶体管、栅极偏置电路、漏极偏置电路和稳定电路组成；

所述稳定电路由rc谐振电路组成；

所述晶体管采用cree公司的cgh40010f；

相同的实施例中，在需要高阶的带通滤波网络时，通过采用j/k倒相器理论对高阶滤波器进行化简，从而利用本发明的结构设计。

本发明所述的宽带可重构射频功率放大器的控制方法为：

输入信号由输入端口1进入，进入可切换频带的输入匹配电路2，经过晶体管进行放大，得到输出信号；其中偏置电路3为晶体管提供稳定的工作电压；输出信号经可切换频带的输出匹配电路4到达输出端口5，完成信号的放大。

技术特征：

技术总结
本发明具体涉及一种宽带可重构射频功率放大器，属于通信领域。所述放大器包括输入端口、输入匹配电路、偏置电路、输出匹配电路和输出端口。本发明以封闭形式解求得的带通滤波网络为基础，在保证不同频段内干路电路相同的情况下，利用LC谐振电路原理所设计的PIN开关对支路控制，达到匹配网络在不同的宽带范围内切换的目的，使得功放结构简单，同时降低了功放设计的难度和成本。

技术研发人员：南敬昌;吴炜圣;盛爽爽;胡婷婷
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：2018.10.29
技术公布日：2018.12.11