一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器

本发明涉及射频无线通信，尤其涉及一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器。

背景技术：

1、随着无线通信终端用户的剧烈增长以及人们对无线通信需求的不断提高，4g通信技术在某些方面已经无法满足更高水平的要求，5g通信系统的应用虽然正在如火如荼的进行中，但是在当今追求万物互联且频谱资源日益紧张的时代，多个应用终端互联势必会造成多个频段间的覆盖，这就需要应用终端和基站提供多模式、多频带化的工作标准来解决这个问题，而传统射频系统实现多频带工作标准的方式往往是通过并用多个射频接收链路，利用开关来切换工作频带，这种方式的缺点是会显著增加射频系统的体积、成本和结构复杂度。功率放大器作为射频系统前端中的一个重要组件，其工作指标对射频系统最终的性能好坏有着直接的影响。

2、可重构技术是实现多模/多频工作标准的关键技术之一，传统的可重构功率放大器主要是基于pin二极管、rfmems等开关性质的可重构器件来实现离散化的频率可重构，这些离散重构的功率放大器普遍缺乏频带调节的灵活性，而现有的基于变容二极管、可变电容等连续可重构的功率放大器存在可调频率范围较窄、重构频段频率选择性较差的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，旨在解决现有可重构的功率放大器可调频率范围较窄且重构频段频率选择性较差的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，包括输入端口、输入匹配网络、稳定网络、晶体管、动态阻抗匹配网络、变容二极管直流偏置、可重构带通滤波网络和输出端口，所述输入端口、所述输入匹配网络、所述稳定网络、所述晶体管、所述动态阻抗匹配网络、所述可重构带通滤波网络和所述输出端口依次连接，所述变容二极管直流偏置分别与所述动态阻抗匹配网络和所述可重构带通滤波网络连接。

3、其中，所述可重构带通滤波网络由环形对称结构的准椭圆低通滤波网络和广义切比雪夫高通滤波网络级联构成，所述可重构带通滤波网络可实现通带中心频率及带宽的连续可调。

4、其中，所述环形对称结构的准椭圆低通滤波网络包括上下对称的两条并联支路，所述的两条并联支路由四个弧形微带线curve3、curve4、curve5、curve6及两个t形微带线tee2、tee5连接成环；每条所述支路均包括串联微带线tl15、tl16、tl17、tl18、tl19、tl20、tl21、t形微带线tee3、tee4、隔直电容c3、c4、c5、变容二极管cc、cd、ce。

5、其中，所述可重构带通滤波网络中微带线tl15、tl16、tl17、tl18、tl19、tl20、tl21、tl22、tl23、tl24、tl26均由电感等效转化而成，所述微带线tl18、tl19、tl20、tl21与变容管cc、cd、ce组成谐振器结构单元，所述微带线tl23、tl24与变容管ch组成串联谐振单元sr3。

6、其中，所述动态阻抗匹配网络包括一个π型匹配网络和一个漏极偏置网络；所述π型匹配网络包括串联微带线tl8、tl9、tl10、tl11、并联短路微带线tl12、十字微带线cross2、t形微带线tee1、隔直电容c2和变容管ca、cb。

7、其中，所述中心频率及带宽皆可重构功率放大器工作频带的频率可调范围为0.95～1.9ghz，此时单个重构频段带宽为400mhz；带宽可调范围为1.1～1.8ghz，此时中心频率为1.45ghz。

8、本发明的一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，所述输入端口接收射频输入信号，所述输出端口输出射频输出信号，所述输入端口与输入匹配网络的输入端相适应并连接，所述输出端口与所述可重构带通滤波网络的输出端相适应并连接，所述输入匹配网络包括一个t型匹配网络和一个栅极偏置网络；所述t型匹配网络可实现晶体管栅极与输入端口间的阻抗匹配，所述稳定网络由一个电容电阻并联网络及两根串联微带线构成，所述两根串联微带线分别与所述电容电阻并联网络及所述晶体管栅极串连，所述动态阻抗匹配网络包括一个π型匹配网络和一个漏极偏置网络，所述动态阻抗匹配网络可实现可重构带通滤波网络与晶体管漏极之间的动态阻抗匹配，所述可重构带通滤波网络由环形对称结构的准椭圆低通滤波网络和广义切比雪夫高通滤波网络级联构成；所述可重构带通滤波网络可实现通带中心频率及带宽的连续可调，通过对所述输出匹配网络进行设计，利用所述变容二极管直流偏置实现所述可重构带通滤波网络的通带中心频率与带宽的连续可调和所述可重构带通滤波网络与所述晶体管漏极之间的动态阻抗匹配，从而实现功率放大器的中心频率与带宽的连续可重构，满足通信系统多频段工作的需求，提高了频率可调灵活度，增加了连续可调频带范围，提高了频率选择性和功放效率，系统复杂度降低，降低了重构成本，解决现有可重构的功率放大器重构频段频率选择性较差的问题。

技术特征：

1.一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，其特征在于，

2.如权利要求1所述的一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，其特征在于，

3.如权利要求2所述的一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，其特征在于，

4.如权利要求1所述的一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，其特征在于，

5.如权利要求1所述的一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，其特征在于，

6.如权利要求1所述的一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，其特征在于，

技术总结
本发明涉及射频无线通信技术领域，具体涉及一种中心频率及带宽皆可重构功率放大器，包括输入端口、输入匹配网络、稳定网络、晶体管、动态阻抗匹配网络、变容二极管直流偏置、可重构带通滤波网络和输出端口，通过对输出匹配网络进行设计，利用变容二极管结电容可调特性来实现可重构带通滤波网络通带中心频率与带宽的连续可调以及可重构带通滤波网络与晶体管漏极之间的动态阻抗匹配，从而实现功率放大器的中心频率与带宽的连续可重构，满足通信系统多频段工作的需求，提高了频率可调灵活度，增加了连续可调频带范围，提高了频率选择性和功放效率，系统复杂度降低，降低了重构成本。

技术研发人员：胡巍,游长江,蒋迪,卢能武,盛家郡,李亲语,刘鑫豪
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14