一种宽带射频功率放大器制造技术

技术编号:14663029 阅读:183 留言:0更新日期:2017-02-17 10:23
本实用新型专利技术涉及一种宽带射频功率放大器,属于射频电路技术领域,包括功率放大晶体管、输入、输出匹配网络、反馈网络,以及直流偏置供电网络;反馈网络包括一个电感和两个电阻,电感与其中一个电阻并联后,再与另外一个电阻串联,形成一个二端口网络;反馈网络的一端通过隔直流电容与功率放大晶体管的输出端连接,另一端与功率放大晶体管的输入端连接;本实用新型专利技术通过反馈网络的频响补偿作用,在大带宽内实现良好的增益平坦度。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于射频电路
,特别地,涉及一种宽带射频功率放大器。
技术介绍
随着宽带射频功率放大器被广泛应用于通信、电子对抗以及科学实验测量系统中,单个功率放大器所覆盖的带宽越来越宽。在带宽超过10个倍频程的宽带射频功率放大器中,一方面要实现宽带的输入、输出匹配网络,以获得良好的输入匹配和输出能力;另一方面,由于功率放大晶体管自身的增益带宽积受限,其增益随频率升高而下降,造成增益频率响应在工作带宽内变化,需要相应措施保证工作频带内增益平坦度,防止增益起伏过大而增加射频放大链路的设计难度和系统复杂度。改善宽带射频功率放大器增益平坦度的方法一般是采用负反馈,通过降低增益的方法获得更大的带宽。常用的反馈网络如图1所示,功率放大晶体管11为共源极放大,反馈网络包括隔直流电阻Cf和反馈电阻Rf,Rf一端与Cf串联,另一端连接至功率放大晶体管的栅极,构成负反馈。这种反馈网络实现简单,在一定带宽内可以改善增益平坦度。但是由于元件少,可供调整的参数有限,在带宽较大时,往往无法兼顾放大器其它方面的指标,例如:一般放大器低频端增益高,高频端增益低,因此反馈网络希望也具有低通特性,增大低频端的反馈系数大,以降低低频端增益。如图1所示电路中,功率放大晶体管11的栅极到地之间有等效电容Ce存在,该电容包括了晶体管11自身的电容,以及外部输入匹配电路的电容;Ce与反馈电阻Rf构成低通特性的网络,其频率响应由RCe决定;由于Ce会影响输入匹配网络,调整Rf又会影响总增益,因此需要在增益平坦度、输入匹配以及总增益大小三者之间做权衡,当带宽较宽时,很难同时兼顾三个指标。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种宽带射频功率放大器,在反馈网络中加入频率选择性元件,在大带宽内、并保证其它指标的前提下,有效改善功率放大器的增益平坦度。本技术的目的是这样实现的:一种宽带射频功率放大器,包括功率放大晶体管、输入、输出匹配网络以及直流偏置供电网络,其特征在于,还包括反馈网络;所述反馈网络的一端通过隔直流电容与所述功率放大晶体管的输出端连接,另一端与所述功率放大晶体管的输入端连接;所述功率放大晶体管工作于反相放大组态;所述输入匹配网络一端与所述功率放大晶体管的输入端连接,另一端为功率放大器的输入端;所述输出匹配网络一端与所述功率放大晶体管的输出端连接,另一端为功率放大器的输出端;所述直流偏置供电网络,将外部直流电送至功率放大晶体管的输入和输出极,为其提供直流偏置和供电;所述反馈网络包括一个电感和两个电阻,所述电感与其中一个电阻并联后,再与另外一个电阻串联,形成一个二端口网络。优选方案,所述输入匹配网络包括一个隔直流电容,一个串联在输入通路中的电感和两个并联到地的电容;其中隔直流电容的一端与功率放大器的输入端连接,另一端与串联在输入通路中的电感连接,所述串联在输入通路中的电感的另一端再与所述功率放大晶体管的输入端连接;两个并联到地的电容的一端接所述串联在输入通路中的电感的两端,两个并联到地的电容的另一端接地。优选方案,所述输出匹配网络包括一个隔直流电容,一个串联电感和一个对地并联电容;所述串联电感的一端与所述功率放大晶体管的输出端连接,另一端与隔直流电容连接;所述对地并联电容一端与所述串联电感和隔离直流电容的连接点连接,另一端接地。优选方案,所述直流偏置供电网络包括一端与外部偏置电压输入端连接、另一端与所述功率放大晶体管的输入端连接的偏置电阻、两个连接于外部偏置电压输入端和地之间的退耦电容、一端与外部直流供电端连接,另一端与所述功率放大晶体管输出端连接的供电电感、与供电电感并联的电阻、以及两个连接于外部直流供电端和地之间的退耦电容。优选方案,所述功率放大晶体管、输入、输出匹配网络、反馈网络,以及直流偏置供电网络安装制作在印刷电路板上,该印刷电路板安装于金属盒体内,所述盒体底部为散热结构。由于上述技术方案的运用,本技术与现有技术相比具有下列优点:本技术宽带射频功率放大器,在反馈网络中加入频率选择性元件,在保证功率放大器其它各项指标的同时,增加了增益频率响应的调整手段,从而有效改善大带宽内的增益平坦度。附图说明下面结合附图对本技术技术方案作进一步说明:图1为已有功率放大器的反馈网络原理图;图2为本技术实施例的原理框图;图3为本技术实施例的电路原理图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步的详细说明。本技术设计的宽带射频功率放大器,如图2、图3所示,包括功率放大晶体管1、输入匹配网络2、输出匹配网络3、反馈网络4和直流偏置供电网络5。本实施例的功率放大晶体管1可以选择横向扩散场效应晶体管(LDMOS),采用共源极工作组态,其源级与地平面连接,栅极为输入端,漏极为输出端;输入到输出端构成反相放大。也可以采用双极型晶体管如HBT,不影响本实施例的原理。本实施例的输入匹配网络2包括隔直流电容C1,和由电容C2、电感L1及电容C3构成的√型阻抗变换网络;其中C1的一端与功率放大器的信号输入端口连接,另一端与√型阻抗变换网络连接;电感L1的左侧与隔直流电容C1连接,作为阻抗变换网络的输入端;电感L1的右侧与功率放大晶体管1的栅极连接,作为阻抗变换网络的输出端;电容C2一端连接在阻抗变换网络的输入端,另一端接地;电容C3一端连接阻抗变换网络的输出端,另一端接地。本实施例的输出匹配网络3包括隔直流电容C5、串联电感L2和对地并联电容C4;其中串联电感L2的左侧与功率放大晶体管1的漏极连接,右侧与隔直流电容C5连接;对地并联电容C4一端与电感L2的右侧连接,另一端连接到地;隔直流电容的一端与电感L2的右侧连接,另一端作为功率放大器的输出端口。本实施例的反馈网络4包括电感L3、电阻R1和R2;反馈网络通过隔直流电容C6与功率放大晶体管1的漏极连接;反馈网络的另一端与功率放大晶体管1的栅极连接;反馈网络中,电感L3与R1并联,然后再与R2串联,L3与R1并联的端子作为反馈网络的一个端口,电阻R2的另一端作为反馈网络的另一个端口;反馈网络的两个端口可以互换。本实施例的反馈网络4中,电感L1增大,高频端的反馈系数减小,可以提升高频端的增益,反之亦然;高频端的增益由电感L1、电阻R1和在R2共同决定;在低频端,电感L1接近短路,所以反馈系数主要由电阻R1决定,减小R1可以降低低频端增益;当低频端增益满足要求时,可以保持R1不变,调整L1和R1即可以调整高频端增益,从而达到最优的增益平坦度。另外,R1与L3并联后,可以降低电感的Q值,一方面有利于频响平坦度,另一方面还可以改善电路的稳定性。本实施例的直流偏置供电网络5包括偏置供电51和漏极供电52两部分;其中偏置供电51由串联电阻R3、退耦电容C7和C8组成,串联电阻R3一端与外部偏置电压供电端连接,另一端与功率放大晶体管1的栅极连接,退耦电容C7和C8并联在偏置电压供电端到地之间;漏极供电52包括电感L4、电阻R4以及退耦电容C9和C10;其中电感L4一端与外部漏极供电端子连接,另一端与功率放大晶体管1的漏极连接,电阻R4与电感L4并联,退耦电容C9和C10并联在漏极供电端子和地之间。本实施例所述功率放大晶体管、输入、输出匹配网络、反馈网络,以及直流偏置供电网络安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带射频功率放大器,包括功率放大晶体管、输入、输出匹配网络、反馈网络以及直流偏置供电网络,其特征在于,所述反馈网络的一端通过隔直流电容与所述功率放大晶体管的输出端连接,另一端与所述功率放大晶体管的输入端连接;所述输入匹配网络一端与所述功率放大晶体管的输入端连接,另一端为功率放大器的输入端;所述输出匹配网络一端与所述功率放大晶体管的输出端连接,另一端为功率放大器的输出端;所述直流偏置供电网络,将外部直流电送至功率放大晶体管的输入和输出极;所述反馈网络包括一个电感和两个电阻,所述电感与其中一个电阻并联后,再与另外一个电阻串联,形成一个二端口网络。

【技术特征摘要】
1.一种宽带射频功率放大器,包括功率放大晶体管、输入、输出匹配网络、反馈网络以及直流偏置供电网络,其特征在于,所述反馈网络的一端通过隔直流电容与所述功率放大晶体管的输出端连接,另一端与所述功率放大晶体管的输入端连接;所述输入匹配网络一端与所述功率放大晶体管的输入端连接,另一端为功率放大器的输入端;所述输出匹配网络一端与所述功率放大晶体管的输出端连接,另一端为功率放大器的输出端;所述直流偏置供电网络,将外部直流电送至功率放大晶体管的输入和输出极;所述反馈网络包括一个电感和两个电阻,所述电感与其中一个电阻并联后,再与另外一个电阻串联,形成一个二端口网络。2.根据权利要求1所述的一种宽带射频功率放大器,其特征在于:所述输入匹配网络包括一个隔直流电容,一个串联在输入通路中的电感和两个并联到地的电容;其中隔直流电容的一端与功率放大器的输入端连接,另一端与串联在输入通路中的电感连接,所述串联在输入通路中的电感的另一端再与所述功率放大晶体管的输入端连接;两个并联到地的电容的一端接所述串联在输...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘宁徐翔新石齐亚
申请(专利权)人:昆山九华电子设备厂
类型:新型
国别省市:江苏;32

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