【技术实现步骤摘要】
精确谐波控制高增益高效率E3F2类堆叠功率放大器
本技术属于场效应晶体管射频功率放大器和集成电路
,具体涉及一种精确谐波控制高增益高效率E3F2类堆叠功率放大器的设计。
技术介绍
随着现代军用、民用通信技术的发展,射频前端发射机也向高效率、高增益、高功率输出的方向发展。因此市场迫切的需求高效率、高增益、高功率的功率放大器。然而,在传统高效率功率放大器的设计中,一直存在一些设计难题,主要体现在高效率指标相互制约:为了保证放大器的高效率工作,晶体管要工作在过驱动模式下,类似于开关状态,但是过驱动开关功率放大器的带宽一直是电路实现的技术瓶颈。常见的高效率功率放大器的电路结构有很多,最典型的是传统AB类、C类,开关型D类、E类、F类功率放大器等,但是,这些高效率放大器的宽带特性仍然存在一些不足,主要体现在:传统AB类放大器理论极限效率为78.5%,相对较低,往往需要牺牲输出插损和效率来增加放大器的带宽;C类放大器极限效率为100%,但是功率输出能力较低,宽带输出能力和效率较低;开关型D类、E类、F类功率放大器等需要依赖精确的谐波阻抗控制,或者严格的阻抗匹配条件,这些控制和条件都大大限制了放大器工作带宽。除此之外,现有高效率场效应管功率放大器往往是基于单个共源晶体管实现的,受到单个晶体管的限制,功率输出能力和功率增益能力都相对较低。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种精确谐波控制高增益高效率E3F2类堆叠功率放大器,利用自偏置晶体管堆叠技术以及高效率E3F2类匹配技术,使得电路可以实现E3F2类放大器输出阻抗的基波、谐波阻抗的精确控制,并且具有高效率、高增益、高功率 ...
【技术保护点】
1.精确谐波控制高增益高效率E3F2类堆叠功率放大器,其特征在于,包括依次连接的输入改进型威尔金森功分阻抗匹配网络、漏源补偿双路自偏堆叠放大网络、E3F2类阻抗匹配网络以及输出功率合成基波网络;所述输入改进型威尔金森功分阻抗匹配网络的输入端为整个所述E3F2类堆叠功率放大器的输入端,其第一输出端与漏源补偿双路自偏堆叠放大网络的第一输入端连接,其第二输出端与漏源补偿双路自偏堆叠放大网络的第二输入端连接;所述输出功率合成基波网络的输出端为整个所述E3F2类堆叠功率放大器的输出端,其第一输入端与E3F2类阻抗匹配网络的第一输出端连接,其第二输入端与E3F2类阻抗匹配网络的第二输出端连接;所述漏源补偿双路自偏堆叠放大网络的第一输出端与E3F2类阻抗匹配网络的第一输入端连接,其第二输出端与E3F2类阻抗匹配网络的第二输入端连接。
【技术特征摘要】
1.精确谐波控制高增益高效率E3F2类堆叠功率放大器,其特征在于,包括依次连接的输入改进型威尔金森功分阻抗匹配网络、漏源补偿双路自偏堆叠放大网络、E3F2类阻抗匹配网络以及输出功率合成基波网络;所述输入改进型威尔金森功分阻抗匹配网络的输入端为整个所述E3F2类堆叠功率放大器的输入端,其第一输出端与漏源补偿双路自偏堆叠放大网络的第一输入端连接,其第二输出端与漏源补偿双路自偏堆叠放大网络的第二输入端连接;所述输出功率合成基波网络的输出端为整个所述E3F2类堆叠功率放大器的输出端,其第一输入端与E3F2类阻抗匹配网络的第一输出端连接,其第二输入端与E3F2类阻抗匹配网络的第二输出端连接;所述漏源补偿双路自偏堆叠放大网络的第一输出端与E3F2类阻抗匹配网络的第一输入端连接,其第二输出端与E3F2类阻抗匹配网络的第二输入端连接。2.根据权利要求1所述的E3F2类堆叠功率放大器,其特征在于,所述输入改进型威尔金森功分阻抗匹配网络包括隔直电容C1,所述隔直电容C1的一端为输入改进型威尔金森功分阻抗匹配网络的输入端,其另一端分别与电感L1的一端、微带线TL1的一端、微带线TL2的一端以及接地电容C3连接,所述电感L1的另一端分别与接地电容C2以及低压偏置电源Vg连接;所述微带线TL1的另一端分别与电阻R1的一端以及微带线TL3的一端连接,所述微带线TL3的另一端连接电阻R2后作为输入改进型威尔金森功分阻抗匹配网络的第一输出端;所述微带线TL2的另一端分别与电阻R1的另一端以及微带线TL4的一端连接,所述微带线TL4的另一端连接电阻R11后作为输入改进型威尔金森功分阻抗匹配网络的第二输出端。3.根据权利要求1所述的E3F2类堆叠功率放大器,其特征在于,所述漏源补偿双路自偏堆叠放大网络包括第一路二堆叠功率放大电路和第二路二堆叠功率放大电路,所述第一路二堆叠功率放大电路和第二路二堆叠功率放大电路结构相同;所述第一路二堆叠功率放大电路包括按照源极-漏极相连堆叠构成的顶层晶体管M2和底层晶体管M1;所述底层晶体管M1的源极接地,其栅极为漏源补偿双路自偏堆叠放大网络的第一输入端;所述底层晶体管M1的漏极和顶层晶体管M2的源极之间通过微带线TL5连接;所述顶层晶体管M2的漏极为漏源补偿双路自偏堆叠放大网络的第一输出端,其源极和漏极之间通过电容C7连接,其栅极分别与电阻R4的一端以及第一栅极补偿电路连接;所述第一栅极补偿电路包括串联的栅极稳定电阻R3和补偿接地电容C4;所述第二路二堆...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡柳林,邬海峰,滑育楠,陈依军,吕继平,童伟,王测天,
申请(专利权)人:成都嘉纳海威科技有限责任公司,
类型:新型
国别省市:四川,51
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