带宽功放优化电路及其线性功率放大器的制作方法

本技术涉及通信，具体涉及一种带宽功放优化电路及其线性功率放大器。

背景技术：

1、在l波段的通信应用中，当信号带宽达到5mhz及以上时，常规方式构建的电路功放输出的性能指标就会出现明显的恶化，性能指标例如三阶互调失真、功放效率和功率增益等，在带宽达到10mhz、20mhz时这些指标的恶化尤其明显，导致以上问题的主要原因是输出电路的视频带宽不够。以5mhz的调制信号为例，看向电源的阻抗越低，三阶互调等质保的恶化则越小。因此，需要尽可能降低供电线视频阻抗，并在此基础上进行功放管的匹配，从而保障大带宽的指标性能。

2、相关技术中，通过对功率放大器的饱和功率进行线性回退，来保障大带宽下的线性性能。但是，由于是对饱和功率进行更大量回退，这样功率放大器在线性输出下的效率就会降低。

技术实现思路

1、本技术提供了一种带宽功放优化电路及其线性功率放大器，能够在不增加功放饱和回退的基础上，保障功放的大带宽性能指标，进而保障系统在大带宽通信中的优异性能。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种带宽功放优化电路，所述电路包括匹配供电模块、漏极供电模块、输出匹配模块以及功率放大器，所述漏极供电模块包括去耦子模块、第一微带线和第一供电电源，其中，

3、所述去耦子模块的一端和所述第一微带线的一端分别与所述第一供电电源连接，所述去耦子模块的另一端接地；

4、所述输出匹配模块分别与所述功率放大器的漏极和所述第一微带线的另一端连接，所述功率放大器的栅极与所述供电匹配模块连接；

5、所述匹配供电模块用于对功率放大器的输入信号进行高增益匹配以及对所述功率放大器供电；

6、所述漏极供电模块用于对所述功率放大器供电；

7、所述输出匹配模块用于对所述功率放大器的输出信号进行高效率匹配输出。

8、上述技术方案中，该带宽功放优化电路包括匹配供电模块、漏极供电模块、输出匹配模块以及功率放大器，漏极供电模块包括去耦子模块、第一微带线和第一供电电源，去耦子模块的一端和第一微带线的一端分别与第一供电电源连接，去耦子模块的另一端接地，将去耦子模块和第一微带线结合能够对第一供电电源提供的电流进行滤波处理，用于对功率放大器供电；匹配供电模块用于对功率放大器的输入信号进行高增益匹配以及对功率放大器供电，再将输出匹配模块分别与功率放大器的漏极和第一微带线的另一端连接，功率放大器的栅极与供电匹配模块连接，输出匹配模块用于对功率放大器的输出信号进行高效率匹配输出，实现在不增加功放饱和回退的基础上，建立起调制信号的低阻抗通路，从而保障大带宽下的性能指标。与现有技术中通过对功率放大器的饱和功率进行更大量回退，导致效率降低相比，本技术实施例通过对匹配供电模块、漏极供电模块和输出匹配模块的设计，能够在不增加功放饱和回退的基础上，保障功放的大带宽性能指标，进而保障系统在大带宽通信中的优异性能。

9、在本技术的一些实施例中，所述去耦子模块包括第一去耦电容和第二去耦电容，所述第一去耦电容的一端、所述第二去耦电容的一端、所述第一微带线的一端分别与所述第一供电电源连接，所述第一去耦电容的另一端接地，所述第二去耦电容的另一端接地。

10、上述技术方案中，设置第一去耦电容和第二去耦电容，能够对第一供电电源进行滤波处理，将第一去耦电容与第一微带线连接，能够对射频信号进行扼流处理，有利于建立起调制信号的低阻抗通路，从而保障大带宽下的性能指标。

11、在本技术的一些实施例中，所述输出匹配模块包括第二微带线、第三微带线、第一三端口微带、匹配子模块和第一隔直电容，所述第二微带线的一端与所述功率放大器的漏极连接，所述第二微带线的另一端与所述第一三端口微带的第一端口连接，所述第一三端口微带的第二端口与所述漏极供电模块连接，所述第一三端口微带的第三端口与所述第三微带线的一端连接，所述第三微带线的另一端与所述匹配子模块连接，所述匹配子模块与所述第一隔直电容的一端连接，所述第一隔直电容的另一端连接负载。

12、上述技术方案中，输出匹配模块对功率放大器进行高线性、高效率和高功率匹配输出，经过第二微带线、第三微带线、第一三端口微带、匹配子模块和第一隔直电容的作用，第一隔直电容起到隔直和阻抗匹配的双重作用，结合上述微带线和匹配子模块，实现了功率放大器的高线性和高效率匹配。

13、在本技术的一些实施例中，所述匹配供电模块包括输入匹配模块和栅极供电模块，所述输入匹配模块分别与所述栅极供电模块和所述功率放大器的栅极连接，所述输入匹配模块用于对功率放大器的输入信号进行高增益匹配，所述栅极供电模块用于对所述功率放大器供电。

14、上述技术方案中，输入匹配模块用于对功率放大器的输入信号进行高增益匹配，能够适应一定频率范围的宽带信号输入，通过栅极供电模块为功率放大器供电。

15、在本技术的一些实施例中，所述输入匹配模块包括第二隔直电容、第一匹配电容、第二匹配电容、串联电容、第一电阻、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线和第二三端口微带，所述第二隔直电容的一端连接输入负载，所述第二隔直电容的另一端与所述第四微带线的一端连接，所述第四微带线的另一端分别与所述第一匹配电容的一端和所述第五微带线的一端连接，所述第五微带线的另一端分别与所述第二匹配电容的一端和所述第六微带线的一端连接，所述第一匹配电容的另一端和所述第二匹配电容的另一端共地，所述第六微带线的另一端连接所述第一电阻与所述串联电容构成的并联线路的一端，并联线路的另一端与所述第七微带线的一端连接，所述第七微带线的另一端与所述第二三端口微带的第一端口连接，所述第二三端口微带的第二端口与所述第八微带线的一端连接，所述第八微带线的另一端与所述功率放大器的栅极连接，所述第二三端口微带的第三端口与所述栅极供电模块连接。

16、上述技术方案中，通过第二隔直电容起到隔直和阻抗匹配的双重作用。再通过第一匹配电容、第二匹配电容、第四微带线、第五微带线和第六微带线能够对功率放大器的输入信号进行高增益匹配，从而满足高频率宽带信号的输入。在经过第一电阻与串联电容构成的并联线路，增加放大器稳定性，随后通过第七微带线、第八微带线和第二三端口微带分别与栅极供电模块和功率放大器的栅极连接，实现信号的传输。

17、在本技术的一些实施例中，所述栅极供电模块包括第三去耦电容、第四去耦电容、第九微带线、第二电阻和第二供电电源，所述第三去耦电容的一端、所述第四去耦电容的一端、所述第九微带线的一端分别与所述第二供电电源连接，所述第三去耦电容的另一端接地，所述第四去耦电容的另一端接地，所述第九微带线的另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述输入匹配模块连接。

18、上述技术方案中，通过第三去耦电容和第四去耦电容对电源进行滤波处理，并与第九微带线、第二电阻和第二供电电源结合，对射频信号进行扼流处理，并为功率放大器供电。

19、在本技术的一些实施例中，所述匹配子模块包括四端口微带、第十微带线、第十一微带线和第十二微带线，所述四端口微带的第一端口与所述第三微带线的另一端连接，所述四端口微带的第二端口与所述第十微带线连接，所述四端口微带的第三端口与所述第十一微带线连接，所述四端口微带的第四端口与所述第十二微带线的一端连接，所述第十二微带线的另一端与所述第一隔直电容的一端连接。

20、上述技术方案中，上述四端口微带分别连接第三微带线、第十微带线、第十一微带线和第十二微带线，实现高频信号的有效传输，进而实现功率放大器的高线性指标。

21、在本技术的一些实施例中，所述匹配子模块为3个。

22、上述技术方案中，将匹配子模块设置为3个能够使得更高效率的匹配，进而保障大带宽的指标性能。

23、在本技术的一些实施例中，所述功率放大器为高电子迁移率晶体管。

24、上述技术方案中，高电子迁移率晶体管具有高增益，实现信号放大。

25、第二方面，本技术实施例提供了一种线性功率放大器，包括如第一方面任意一项所述的带宽功放优化电路。

26、综上所述，本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

27、1、由于采用了匹配供电模块、漏极供电模块和输出匹配模块的设计，并且在漏极供电模块中，将去耦子模块和第一微带线结合的技术手段，所以，有效解决了相关技术中通过对功率放大器的饱和功率进行更大量回退，导致效率降低的问题，能够在不增加功放饱和回退的基础上，保障功放的大带宽性能指标，进而保障系统在大带宽通信中的优异性能。

28、2、通过设置多个匹配子模块，实现高频信号的有效传输，进而实现功率放大器的高线性指标。