一种13-15GHz功率放大器的制作方法

本实用新型涉及功率放大器技术领域，具体为一种13-15ghz功率放大器。

背景技术：

功率放大器目前已经广泛的应用于空间电子、雷达、卫星、公路交通、民航系统、电子对抗、通信系统等多种尖端科技中，功率放大器目前广泛采用采用gan或gaas器件，具有体积小、效率高、易集成、使用方便等优点。

在无线通信领域，发射机所消耗的功率主要取决于射频功率放大器，但在传统的功率放大器设计中，其带宽与功率、效率均互为取舍关系，宽带的实现必然牺牲效率和功率，故宽带与功率、效率的兼顾一直是功率放大器设计的难点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种13-15ghz功率放大器，以解决上述背景技术中提出的问题。所述13-15ghz功率放大器具，具有带宽宽、驻波低、增益高、功率大和效率高、尺寸小等优点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种13-15ghz功率放大器，包括三级放大电路，每级放大电路级间采用共轭级间匹配电路，第一级放大电路输入端连接输入匹配电路，第三级放大电路输出端连接输出匹配电路。

优选的，每级放大电路均基于三极管放大。

优选的，级间匹配电路包括隔直电容以及与隔直电容两端串联的电感，与隔直电容输入端串联的电接到上一级三极管的漏级，与隔直电容输出端串联的电接到下一级三极管的栅极。

优选的，输入匹配电路包括串联的隔直电容、电感，隔直电容作为射频输入口，电感连接到第一级三极管的栅极。

优选的，输出匹配电路包括串联的电感、隔直电容，电感连接到第三级三极管的漏级，隔直电容作为射频输出口。

优选的，第一级三极管、第二级三极管、第三级三极管的管子尺寸的比例为1：2：8，每级三极管的栅极、漏级之间接入扼流电感。

优选的，输入匹配电路、输出匹配电路以及每级放大电路之间均连接隔直、去耦电容。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型电路具有在保证13-15ghz频带的前提下输出功率和效率有显著提高，输入输出驻波佳，电路尺寸比较小，易集成使用。

与传统结构相比，本结构具有带宽宽、驻波低、增益高、功率大和效率高、尺寸小等优点。

附图说明

图1为本实用新型电路结构示意图；

图2为本实用新型电路的输入匹配电路的放大图；

图3为本实用新型电路的输出匹配电路的放大图；

图4为本实用新型电路的增益及增益平坦度测试图；

图5为本实用新型电路的输出功率1db压缩点及psat测试图；

图6为本实用新型电路的输入反射系数测试图；

图7为本实用新型电路的输出反射系数测试图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～7，本实用新型提供一种技术方案：

一种13-15ghz功率放大器，电路包含三级放大器，即包括第一级～第三级三极管，q1～q3，第一级输入对s11和电路稳定性进行匹配，获得电路稳定性及良好的输入驻波。级间进行共轭匹配，获得最大增益及增益平坦度以及良好的带外抑制。而输出匹配则折中效率最佳点与功率最佳点进行13-15ghzloadpull匹配，使用lcl(纵向传输损耗)，达到13-15g带内功率、效率匹配良好。

本实用新型中，射频信号经射频输入口in输入匹配电路、第一级三极管q1放大、级间匹配电路、第二级三极管q2放大、级间匹配电路，第三级三极管q3放大，输出匹配电路后由射频输出口out输出。

其中，输入匹配电路包括串联的隔直电容c1、电感l1、l2、l3，其中隔直电容c1作为射频输入口in，射频信号由此输入，电感l3连接到q1的栅极；q1、q2级间匹配电路包括隔直电容c3以及与隔直电容c3两端串联的电感l5、l6、l8、l9、l11，其中l5连接到q1漏级，l11连到q2栅极；q2、q3级间匹配电路包括隔直电容c6以及与隔直电容c6两端串联的电感l12、l14、l15、l16、l18，其中l12连接到q2漏级，l18连到q3栅极；输出匹配电路包括串联的电感l20、l21、隔直电容c8，电感l20连接到第三级三极管q3的漏级，隔直电容c8作为射频输出口。

本实用新型中，l1、l2之间、l1、l2之间、l15、l16之间、l21、l22之间均连接有隔直、去耦电容，分别记做c2、c4、c5、c7。每级三极管的栅极、漏级之间接入扼流电感。即l4、l7、l10、l13、l17、l19，电感主要通过vg、vd端是给q1～q3漏极加电(供偏置电压)，同时兼顾匹配的作用。

以下结合图1对本实用新型作进一步的说明：

1.放大器采用三级电路，实现高增益要求；

2.每级三极管管子尺寸(栅宽*栅指数)为1：2：8，留有足够的功率余量，以便兼顾13-15ghz的带宽，第一级和第二级管子大小尺寸比例为1：2，第二级和第三级管子大小尺寸比例为2：8，满足高效率要求；

3.放大器的输入匹配主要进行频带内驻波匹配，选择合适的电阻及电感即c1、c2、l1、l2、l3、l4(见图2)，兼顾增益、增益平坦度、电路稳定性；

4.级间采用共轭匹配方法，共同调试合适的偏置电路、隔直电容、一节lc，调试兼顾增益、增益平坦度、带宽指标；

5.输出主要选择合适的偏置电路以及lcl、输出隔直电容共同匹配到功率和效率的折中点上(见图3)

根据图1的电路结构，选择适当匹配后，设计的13-15ghz功率放大器的实际测试结果参见图4-7。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。