用于功率放大器的宽带匹配网络及构建方法和功率放大器技术

本发明专利技术公开了一种用于功率放大器的宽带匹配网络及构建方法和功率放大器。该宽带匹配网络为基于多谐振单元的电路结构，具有在横向和纵向结构对称的特性。该宽带匹配网络采用多谐振单元纵向构建的办法进行构建。该功率放大器的输入匹配网络或输出匹配网络为该宽带匹配网络。本发明专利技术的宽带匹配网络及功率放大器具有小型化、高效能和宽频带的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率放大器
，尤其涉及用于功率放大器的宽带匹配网络及构 建方法和功率放大器。
技术介绍
传统的高效能宽带功率放大器，比如使用宽带匹配网络的功率放大器，由于它们 高效率和宽频带的特性，已经被广泛使用在高速无线通信系统。然而，这些功率放大器具有 较大的电路面积，不利于系统集成化的实现。由于这个原因，这些功率放大器均不适合应用 在要求具有高效能、小型化和宽带特性的消费类电子产品里。为了克服传统高效能宽带功 率放大器的缺点，一些小型化的网络结构被加入到功率放大器中，比如带通滤波功率放大 器技术。即使这些小型化网络的加入可以克服传统结构的不足，但是它们的带宽十分有限。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种应用于功率放大器的宽带匹配网络，用以提高带宽并具有 小型化的特点，所述宽带匹配网络为基于多谐振单元的电路结构，具有在横向和纵向结构 对称的特性。 -个实施例中，所述宽带匹配网络的集总元件等效电路包括多个由电容和电感组 成的谐振单元。 -个实施例中，所述宽带匹配网络的集总元件等效电路包括：横向结构对称的第 一谐振单元和第二谐振单元；纵向结构对称的第三谐振单元和第四谐振单元；其中： 第一谐振单元和第二谐振单元均包括：两个第一电容C1和一个第三电感L3，两个 第一电容C1的第一端彼此相连，两个第一电容C i的第二端均接地；第三电感L 3的第一端与 两个第一电容C1的第一端相连，作为所在谐振单元的第一端，第三电感L 3的第二端作为所 在谐振单元的第二端； 第三谐振单元和第四谐振单元均包括：两个第二电容C2、两个第二电感L2和一个 第一电感L1，第一电感1^的第一端作为所在谐振单元的第一端，第一电感L i的第二端与两 个第二电感L2的第一端相连，两个第二电感L2的第一端彼此相连，两个第二电感L2的第二 端分别与一个第二电容C2的第一端相连，两个第二电容C 2的第二端均接地； 第一谐振单元的第二端、第二谐振单元的第二端、第三谐振单元的第一端和第四 谐振单元的第一端彼此相连； 第一谐振单元的第一端作为所述宽带匹配网络的集总元件等效电路的输入端，第 二谐振单元的第一端作为所述宽带匹配网络的集总元件等效电路的输出端；或，第一谐振 单元的第一端作为所述宽带匹配网络的集总元件等效电路的输出端，第二谐振单元的第一 端作为所述宽带匹配网络的集总元件等效电路的输入端。 -个实施例中，所述多谐振单元采用分立元件或分布参数实现。 -个实施例中，所述多谐振单元采用分布参数实现，包括：所述多谐振单元采用微 带线实现。 -个实施例中，所述宽带匹配网络包括构建于介质基板上的：形状大小相同、且 通过金属微带线相连的第一金属微带线矩形结构和第二金属微带线矩形结构；形状大小 相同、且位于第一金属微带线矩形结构和第二金属微带线矩形结构之间的第三金属微带线 矩形结构、第四金属微带线矩形结构、第五金属微带线矩形结构和第六金属微带线矩形结 构； 第三金属微带线矩形结构通过金属微带线与第四金属微带线矩形结构相连；第五 金属微带线矩形结构通过金属微带线与第六金属微带线矩形结构相连；连接第三金属微带 线矩形结构和第四金属微带线矩形结构的金属微带线通过第一金属微带线结构与连接第 一金属微带线矩形结构和第二金属微带线矩形结构的金属微带线相连；连接第五金属微带 线矩形结构和第六金属微带线矩形结构的金属微带线通过第二金属微带线结构与连接第 一金属微带线矩形结构和第二金属微带线矩形结构的金属微带线相连； 第一金属微带线结构和第二金属微带线结构均构成中间折叠谐振器，第一金属微 带线结构的中间折叠部分开口方向与第二金属微带线结构的中间折叠部分开口方向相反； 第三金属微带线矩形结构、第四金属微带线矩形结构和第一金属微带线结构位于连接第一 金属微带线矩形结构和第二金属微带线矩形结构的金属微带线的一侧；第五金属微带线矩 形结构、第六金属微带线矩形结构和第二金属微带线结构位于连接第一金属微带线矩形结 构和第二金属微带线矩形结构的金属微带线的另一侧。 本专利技术实施例还提供一种上述宽带匹配网络的构建方法，用以提高带宽并减小电 路面积，在该方法中，上述宽带匹配网络采用多谐振单元纵向构建的办法进行构建，在纵向 上延伸谐振单元。 本专利技术实施例还提供一种功率放大器，用以提高带宽并具有小型化的特点，所述 功率放大器的输入匹配网络或输出匹配网络为上述的宽带匹配网络。 -个实施例中，所述功率放大器包括：构建于介质基板上的输入匹配网络、输出匹 配网络、场效应管和金属化通孔；所述输出匹配网络为所述宽带匹配网络；所述输入匹配 网络经所述场效应管连接所述输出匹配网络；所述金属化通孔用于接地。 -个实施例中，所述场效应管为氮化镓宽带隙金属场效应管。 综上所述，本专利技术实施例中应用于功率放大器的宽带匹配网络为基于多谐振单元 的电路结构，具有在横向和纵向结构对称的特性，该结构使宽带匹配网络具有了小型化的 特点，并且相对于现有技术提高了带宽。 本专利技术实施的宽带匹配网络利用多谐振单元纵向构建的办法进行构建，使宽带匹 配网络在电路面积上明显减小，同时保持宽带和匹配的良好性能。 在功率放大器中应用本专利技术实施的宽带匹配网络，可以明显地减少功率放大器的 电路面积，并具有高效能和宽频带的特点。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。在附图中： 图1为本专利技术实施例的宽带匹配网络的集总元件等效电路一具体示例图； 图2是本专利技术实施例中图1所示集总元件等效电路的仿真结果图； 图3是本专利技术实施例中宽带匹配网络的微带线电路结构示意图； 图4是本专利技术实施例中宽带匹配网络的微带线电路结构的参数示意图； 图5是本专利技术实施例中小型化宽带高效率功率放大器电路实例图； 图6是本专利技术实施例中图5所示微带线匹配网络S参数的仿真结果图； 图7是本专利技术实施例中图5所示小型化宽带高效率功率放大器的仿真结果图。【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发 明实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并 不作为对本专利技术的限定。 专利技术人研究了应用于小型化的高效能宽带射频及微波功率放大器中的紧缩宽带 匹配网络的构建，在本专利技术实施例中提出从简单的谐振单元演进到由多个谐振单元组成的 紧缩宽带匹配网络结构，由于该宽带匹配网络结构对称、简单，并且可以结合功率管的寄生 参数联合设计，因此本专利技术实施例的宽带匹配网络结构适用于实际工程中宽带匹配网络的 设计。 本专利技术实施例中应用于功率放大器的宽带匹配网络为基于多谐振单元的电路结 构，具有在横向和纵向结构对称的特性。该宽带匹配网络是从最基本的当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于功率放大器的宽带匹配网络，其特征在于，所述宽带匹配网络为基于多谐振单元的电路结构，具有在横向和纵向结构对称的特性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛泉，侯张聚，赵梁，
申请(专利权)人：香港城市大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44