一种可调多频段功率放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种可调多频段功率放大器，能够在较宽的频率范围内有效地放大多个频段的信号。包括依次连接的输入阻抗匹配网络、放大管和输出阻抗匹配网络；输入阻抗匹配网络与输出阻抗匹配网络均为利用电容、电感、电阻、微带线或者它们的任意组合构成匹配网络，实现阻抗匹配，而不仅仅局限于使用微带线的匹配形式。并且通过射频开关来改变功率放大器的匹配网络，使得功率放大器能工作在多个频段，同时不降低功率放大器在每个工作频段的性能。此外，本发明专利技术可以推广到其他频段或其他种类的高频功率放大器，具有广阔的应用前景与实用价值。

An adjustable multi band power amplifier

The invention discloses an adjustable multi band power amplifier, which can effectively amplify signals in a plurality of frequency bands over a wide frequency range. Includes the input impedance matching network, connecting the amplifier tube and output impedance matching network; input impedance matching network and the output impedance matching network are the use of capacitors and inductors, resistors, microstrip line or any combination thereof constitutes a matching network, realize the impedance matching, but not limited to the use of microstrip line matching form. And through the RF switch to change the power amplifier matching network, so that the power amplifier can work in multiple frequency bands, while not reducing the power amplifier performance in each working band. In addition, the invention can be extended to other frequency bands or other kinds of high frequency power amplifiers, and has broad application prospect and practical value.

【技术实现步骤摘要】
一种可调多频段功率放大器
本专利技术属于功率放大器领域，更具体地，涉及一种可调多频段功率放大器。
技术介绍
近年来，无线通信系统演变出了各式各样广泛的标准，这些并存的标准对无线网络进行着动态的管理，这就使得专用单载波频率的无线电系统向通用和自适应系统转变，以便能有效地处理广泛的频带。换言之，未来的无线电系统应该能够应付不同的标准所规定的不同的中心频率和信号带宽，同时保持具有竞争力的性能指标。近年来的研究都主要集中在单一标准无线电系统的效率增强技术，提高峰均功率比，比如漏极电压调制的包络跟踪技术以及负载调制的Doherty技术，但是这些技术都有频率带宽限制，因此主要局限于单一标准的部署方案。于是开始有针对多个标准的宽频带或者多频带功率放大器设计，比如J类功率放大器和变容二极管的动态负载调制技术等等，实现在宽频带或者多频带高峰值输出效率，但是这些技术在功率回退区域内的效率较低。图1描述了一种常用的超宽频带功率放大器结构框图，通过引入超宽带的匹配网络或采用新的负载牵引技术，使得所设计功放的频率响应宽度得到拓展。然而，带宽和效率的矛盾性使得设计出高效率、高线性度的超宽带功率放大器成为难题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种可调多频段功率放大器，其目的在于解决现有多频段功率放大器由于仅采用微带调谐阻抗导致频率带宽窄效率低的技术问题。为实现上述目的，本专利技术的提供了一种可调多频段功率放大器，包括：依次连接的输入阻抗匹配网络、放大管和输出阻抗匹配网络；放大管用于对可调多频段功率放大器输入端接收的传输信号进行放大处理；输入阻抗匹配网络包括第一微带、第二微带、输入开关模块和n个次级输入阻抗匹配网路；输入开关模块有n+1个端，第一微带的后端与第二微带的前端连接，输入开关模块的第n+1端与第二微带的前端连接，输入开关模块的第i端与第i个次级输入阻抗匹配网络的端口连接，当传输信号频率为第i个频率时，第i次级输入阻抗匹配网络、第一微带与第二微带实现可调多频段功率放大器输入端阻抗与放大管输入端阻抗匹配；输出阻抗匹配网络包括第三微带、第四微带、输出开关模块和n个次级输出阻抗匹配网路；输出开关模块有n+1个端，第三微带的后端与第四微带的前端连接，输出开端模块的第n+1端与第四微带的前端连接，输出开关模块的第i端与第i个次级输出阻抗匹配网络的端口连接，当传输信号频率为第i个频率时，第i次级输出阻抗匹配网络、第三微带与第四微带实现可调多频段功率放大器输出端阻抗与放大管输出端阻抗匹配，其中，1≤i≤n。优选地，第i个次级输出阻抗匹配网络为电阻、电容、电感与微带的任意组合。优选地，第i个次级输入阻抗匹配网络为一个电阻、一个电感、一个电容或一个微带线。优选地，第i个次级输入阻抗匹配网络为串联的电阻和电感、串联的电阻和电容、串联的电感和电容、并联的电阻和电感、并联的电阻和电容或并联的电感和电容。优选地，第i个次级输入阻抗匹配网络为依次串联的电阻、电感和电容或并联的电阻、电感和电容。优选地，第i个次级输出阻抗匹配网络为电阻、电容、电感与微带的任意组合。优选地，第i个次级输出阻抗匹配网络为一个电阻、一个电感、一个电容或一个微带线。优选地，第i个次级输出阻抗匹配网络为串联的电阻和电感、串联的电阻和电容、串联的电感和电容、并联的电阻和电感、并联的电阻和电容或并联的电感和电容。优选地，第i个次级输出阻抗匹配网络为依次串联的电阻、电感和电容或并联的电阻、电感和电容。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得以下有益效果：由于提出了将射频开关用于阻抗匹配网络结构，其中阻抗匹配网络为电阻、电容、微带、电感任意组合，通过开关切换不同的次级匹配网络能够消除功率放大器工作在不同频段时产生的阻抗失配，从而提高功率放大器的工作性能。相比于单元选择型功放，超宽频带功放等这些多波段功率放大器，本专利技术同时解决了带宽和效率的矛盾以及随着工作频段数目的增加，电路的体积增加，导致成本增加的问题。同时，本专利技术能够推广到其他频段或其他种类的高频功率放大器，设计非常灵活，应用非常广泛，拥有很大的实用价值。附图说明图1是
技术介绍
的超宽频带功率放大器结构框图；图2是本专利技术提供的可调多频段功率放大器的结构示意图；图3是本专利技术提供的可调多频段功率放大器实施例的结构示意图；图4是本专利技术提供的可调多频段功率放大器实施例中阻抗匹配网络的结构示意图；图5是本专利技术提供的可调多频段功率放大器实施例中输出阻抗的史密斯原图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图2为本专利技术提供的可调多频段功率放大器的结构示意图，可调多频段功率放大器包括依次连接的输入阻抗匹配网络、放大管和输出阻抗匹配网络；输入阻抗匹配网络用于实现放大管输入端阻抗匹配，输出阻抗匹配网络用于实现放大管输出端阻抗匹配。输入阻抗匹配网络包括第一微带、第二微带、输入开关模块和n个次级输入阻抗匹配网路；输入开关模块有n+1个端，第一微带的后端与第二微带的前端连接，输入开关模块的第n+1端与第二微带的前端连接，输入开关模块的第i端与第i个次级输入阻抗匹配网络的端口连接，第一微带的前端为输入阻抗匹配网络的输入端，第二微带的后端为输入阻抗匹配网络的输出端。当传输信号频率为第i个频率时，第i次级输入阻抗匹配网络、第一微带与第二微带实现可调多频段功率放大器输入端阻抗与放大管输入端阻抗匹配；其中，1≤i≤n。输出阻抗匹配网络包括第三微带、第四微带、输出开关模块和n个次级输出阻抗匹配网路；第三微带的后端与第四微带的前端连接，输出开端模块的第n+1端与第四微带的前端连接，输出开关模块的第i端与第i个次级输出阻抗匹配网络的端口连接，第三微带的前端为输出阻抗匹配网络的输入端，第四微带的后端为输出阻抗匹配网络的输出端。当传输信号频率为第i个频率时，第i次级输出阻抗匹配网络、第三微带与第四微带实现可调多频段功率放大器输出端阻抗与放大管输出端阻抗匹配。输入开关模块和输出开关模块为单刀多掷开关，并联在阻抗匹配网络中，并同时连接多个通路，当可调多频段功率放大器中传输第i个工作频段信号时，仅仅第i个次级输出阻抗匹配网络与第三微带连接，第i个次级输入阻抗匹配网络与第一微带连接，实现第i个频段上的阻抗匹配。工作频段切换时，开关切换至另一条通路导通，实现匹配网络切换，保证另一个频段上的阻抗匹配。下面对不同结构的第i个次级输入阻抗匹配网络的端口进行分析：当第i个次级输入阻抗匹配网络为一个电阻时，电阻一端为第i个次级输入阻抗匹配网络的端口，电阻另一端接地。当第i个次级输入阻抗匹配网络为一个电感时，电感一端为第i个次级输入阻抗匹配网络的端口，电感另一端接地。当第i个次级输入阻抗匹配网络为一个电容时，电容一端为第i个次级输入阻抗匹配网络的端口，电容另一端接地。当第i个次级输入阻抗匹配网络为一个微带时，微带一端为第i个次级输入阻抗匹配网络的端口，微带另一端开路或者接地。第i个次级输入阻抗匹配网络可以为串联的电阻和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调多频段功率放大器，其特征在于，包括：依次连接的输入阻抗匹配网络、放大管和输出阻抗匹配网络；放大管用于对可调多频段功率放大器输入端接收的传输信号进行放大处理；所述输入阻抗匹配网络包括第一微带、第二微带、输入开关模块和n个次级输入阻抗匹配网路；所述输入开关模块有n+1个端，所述第一微带的后端与所述第二微带的前端连接，所述输入开关模块的第n+1端与所述第二微带的前端连接，所述输入开关模块的第i端与所述第i个次级输入阻抗匹配网络的端口连接，当传输信号频率为第i个频率时，第i次级输入阻抗匹配网络、第一微带与第二微带实现所述可调多频段功率放大器输入端阻抗与放大管输入端阻抗匹配；所述输出阻抗匹配网络包括第三微带、第四微带、输出开关模块和n个次级输出阻抗匹配网路；所述输出开关模块有n+1个端，所述第三微带的后端与所述第四微带的前端连接，所述输出开端模块的第n+1端与所述第四微带的前端连接，所述输出开关模块的第i端与所述第i个次级输出阻抗匹配网络的端口连接，当传输信号频率为第i个频率时，第i次级输出阻抗匹配网络、第三微带与第四微带实现所述可调多频段功率放大器输出端阻抗与放大管输出端阻抗匹配，其中，1≤i≤n。...

【技术特征摘要】
1.一种可调多频段功率放大器，其特征在于，包括：依次连接的输入阻抗匹配网络、放大管和输出阻抗匹配网络；放大管用于对可调多频段功率放大器输入端接收的传输信号进行放大处理；所述输入阻抗匹配网络包括第一微带、第二微带、输入开关模块和n个次级输入阻抗匹配网路；所述输入开关模块有n+1个端，所述第一微带的后端与所述第二微带的前端连接，所述输入开关模块的第n+1端与所述第二微带的前端连接，所述输入开关模块的第i端与所述第i个次级输入阻抗匹配网络的端口连接，当传输信号频率为第i个频率时，第i次级输入阻抗匹配网络、第一微带与第二微带实现所述可调多频段功率放大器输入端阻抗与放大管输入端阻抗匹配；所述输出阻抗匹配网络包括第三微带、第四微带、输出开关模块和n个次级输出阻抗匹配网路；所述输出开关模块有n+1个端，所述第三微带的后端与所述第四微带的前端连接，所述输出开端模块的第n+1端与所述第四微带的前端连接，所述输出开关模块的第i端与所述第i个次级输出阻抗匹配网络的端口连接，当传输信号频率为第i个频率时，第i次级输出阻抗匹配网络、第三微带与第四微带实现所述可调多频段功率放大器输出端阻抗与放大管输出端阻抗匹配，其中，1≤i≤n。2.如权利要求1所述的可调多频段功率放大器，其特征在于，所述第i个次级输入阻抗匹配网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕晓君，宁城枭，谢雨沁，符致铭，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42