一种频率可重构宽带功率放大器电路制造技术

本发明专利技术公开了一种频率可重构宽带功率放大器电路，将开关管作为可重构元件和宽带放大器末级输出匹配网络进行融合设计，利用开关管开启和关断的两种不同状态，实现放大器输出匹配网络的可重构设计，使放大器可以高效率的工作在两个不同的频段。该放大器可有效的解决超宽带放大器的低频谐波抑制差的问题和效率低问题。

【技术实现步骤摘要】
一种频率可重构宽带功率放大器电路
本专利技术涉及一种频率可重构宽带功率放大器电路，属于单片微波集成电路(MMIC)领域。
技术介绍
现代电子系统已从单一功能向体系化转变，特别是通讯探测一体化系统，工作方式也在向非接触、非线性方向发展。要在恶劣的环境下提高一体化系统的探测距离和通信距离，就必须把不同频段、不同用途以及不同平台的设备有机结合起来，构成一个一体化的体系，提高电子系统的整体效能。这种一体化工作模式，需要系统搭建在超宽带模式下，这样就对功率放大器的性能提出更为严苛的要求。另一方面纯粹的宽带大功率化会导致发射链路性能降低，在有限的电源系统下，无法保证足够的通信、探测距离，同时宽带工作放大器低频谐波抑制较差，这会导致回波信号干扰较大，加大了接收机信号处理难度。根据不同任务需求进行工作模式的切换是解决该问题的一个很好方案。传统的可重构多工作模式是通过多通道放大器级联开关实现，通过开关的切换来实现工作模式的切换。但该方案级联整体效率受开关损耗影响很大，效率较低，同时功放和开关都是独立器件，独立连接时离散加大，一致性难以保证，不适合一体化系统的应用要求。
技术实现思路
针对现有的级联独立设计所存在的技术不足，本专利技术提供了一种将超宽带功率放大器进行分段工作的方法，有效解决了超宽带功率放大器效率低，低频谐波抑制差的问题。。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种频率可重构宽带功率放大器电路，包括第一支路、第二支路和输出端口；第一支路包括第一至第四功率管芯、第一至第二馈电网络、第一匹配网络，第一功率管芯的漏极经第一微带线分别与第一馈电网络和第一匹配网络连接，第二功率管芯的漏极经第二微带线分别与第一馈电网络和第一匹配网络连接，第三功率管芯的漏极经第三微带线分别与第二馈电网络和第一匹配网络连接，第四功率管芯的漏极经第四微带线分别与第二馈电网络和第一匹配网络连接；第一馈电网络包括第一加电端口、第一电容和第五微带线，第一加电端口经第五微带线分别与第一和第二微带线连接，第一加电端口与第五微带线的公共端连接第一电容的上极板，第一电容的下极板接地；第二馈电网络包括第二电容和第六微带线，第六微带线分别与第三和第四微带线133连接，第六微带线连接第二电容的上极板，第二电容的下极板接地；第一匹配网络包括第七至第十微带线、第一隔直电容以及第一至第二开关管，第五和第六微带线分别经第七和第八微带线连接第九微带线，第九微带线经第一隔直电容连接第十微带线，第一隔直电容和第十微带线的公共端分别连接第一和第二开关管的漏极，第一和第二开关管的源极接地，第一和第二开关管的栅极接控制信号；第二支路包括第五至第八功率管芯、第三至第四馈电网络、第二匹配网络，第五功率管芯的漏极经第十一微带线分别与第三馈电网络和第二匹配网络连接，第六功率管芯的漏极经第十二微带线分别与第三馈电网络和第二匹配网络连接，第七功率管芯的漏极经第十三微带线分别与第四馈电网络和第二匹配网络连接，第八功率管芯的漏极经第十四微带线分别与第四馈电网络和第二匹配网络连接；第三馈电网络包括第二加电端口、第三电容和第十五微带线，第三加电端口经第十五微带线分别与第十一和第十二微带线连接，第三加电端口与第十五微带线的公共端连接第三电容的上极板，第三电容的下极板接地；第四馈电网络包括第四电容和第十六微带线，第十六微带线分别与第十三和第十四微带线连接，第十六微带线连接第四电容的上极板，第四电容的下极板接地；第二匹配网络包括第十七至第二十微带线、第二隔直电容、第五电容以及第三至第四开关管，第十五和第十六微带线分别经第十七和第十八微带线连接第二隔直电容，第二隔直电容经第十九微带线连接第二十微带线，第二隔直电容和第十九微带线的公共端分别连接第三和第四开关管的漏极，第三和第四开关管的源极接地，第三和第四开关管的栅极接控制信号，第十九微带线和第二十微带线的公共端连接第五电容的上极板，第五电容的下极板接地；第十微带线和第二十微带线分别接输出端口。进一步，第一支路和第二支路中的馈电网络分别应用于两个不同频段。进一步，当需要第一支路工作时，通过控制信号，使第一和第二开关管处于关断状态、同时第三和第四开关管处于导通状态；当需要第二支路工作时，通过控制信号，使第一和第二开关管处于导通状态、同时第三和第四开关管处于关断状态。进一步，第一至第五电容为MIM电容，由上、下极板和中间介质构成。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术是一种频率可重构宽带功率放大器的末级电路，可以实现两个不同频段的切换，实现了不同频段、不同用途以及不同平台的通信、雷达设备的有机结合，构成一个一体化的体系，提高系统的整体效能。2、本专利技术通过把开关融入到输出匹配电路中，充当电路匹配支节，跟功放级联开关相比，大大降低了输出匹配电路的损耗，提高了功放的效率。同时通过双频段的重构，大大提高了宽带工作功放低频段的谐波抑制度；3、本专利技术设计合理，易于实现，同时具有可扩展性，具有很好的实用价值。附图说明图1是本专利技术一种频率可重构宽带功率单片集成功率放大器末级电路版图；图2是传统射频、微波频率可重构功率放大器的结构示意图；图3是本专利技术频率可重构功率放大器的具体电路图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例来对本专利技术所述一种频率可重构宽带功率放大器电路做进一步详细说明。如图1所示，所述一种频率可重构宽带功率放大器电路，其特征在于，该电路是射频、微波大功率单片集成功率放大器末级电路，包括支路101、支路102和输出端口122。支路101包括两个馈电网络、一个匹配网络以及四个功率管芯，支路102包括两个馈电网络、一个匹配网络以及四个功率管芯。支路101和支路102中的两组馈电网络分别应用于两个不同频段(即馈电网络111和馈电网络113分别应用于两个不同频段)，两个匹配网络是实现频率可重构的关键。支路101中的一个馈电网络111包括加电端口121、电容131与微带线132：加电端口121与微带线132连接，加电端口121与微带线132的公共端连接电容131的上极板，电容131的下极板接地，然后微带线132与分支对称微带线133连接，进入支路101中的两个功率管芯150。支路101中的另一个馈电网络仅包括电容和微带线，比馈电网络111少一个加电端口，其结构上相当于馈电网络111的镜像电路：微带线与分支对称微带线连接，进入支路101中的另两个功率管芯150。支路102中的一个馈电网络113加电端口123、电容141与微带线142：加电端口123与微带线142连接，加电端口123与微带线142的公共端连接电容141的上极板，电容141的下极板接地，然后微带线142与分支对称微带线143连接，进入支路102中的两个功率管芯151。支路102中的一个馈电网络仅包括电容和微带线，比馈电网络113少一个加电端口，其结构上相当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频率可重构宽带功率放大器电路，其特征在于，包括第一支路、第二支路和输出端口；/n第一支路包括第一至第四功率管芯、第一至第二馈电网络、第一匹配网络，第一功率管芯的漏极经第一微带线分别与第一馈电网络和第一匹配网络连接，第二功率管芯的漏极经第二微带线分别与第一馈电网络和第一匹配网络连接，第三功率管芯的漏极经第三微带线分别与第二馈电网络和第一匹配网络连接，第四功率管芯的漏极经第四微带线分别与第二馈电网络和第一匹配网络连接；/n第一馈电网络包括第一加电端口、第一电容和第五微带线，第一加电端口经第五微带线分别与第一和第二微带线连接，第一加电端口与第五微带线的公共端连接第一电容的上极板，第一电容的下极板接地；/n第二馈电网络包括第二电容和第六微带线，第六微带线分别与第三和第四微带线连接，第六微带线连接第二电容的上极板，第二电容的下极板接地；/n第一匹配网络包括第七至第十微带线、第一隔直电容以及第一至第二开关管，第五和第六微带线分别经第七和第八微带线连接第九微带线，第九微带线经第一隔直电容连接第十微带线，第一隔直电容和第十微带线的公共端分别连接第一和第二开关管的漏极，第一和第二开关管的源极接地，第一和第二开关管的栅极接控制信号；/n第二支路包括第五至第八功率管芯、第三至第四馈电网络、第二匹配网络，第五功率管芯的漏极经第十一微带线分别与第三馈电网络和第二匹配网络连接，第六功率管芯的漏极经第十二微带线分别与第三馈电网络和第二匹配网络连接，第七功率管芯的漏极经第十三微带线分别与第四馈电网络和第二匹配网络连接，第八功率管芯的漏极经第十四微带线分别与第四馈电网络和第二匹配网络连接；/n第三馈电网络包括第二加电端口、第三电容和第十五微带线，第三加电端口经第十五微带线分别与第十一和第十二微带线连接，第三加电端口与第十五微带线的公共端连接第三电容的上极板，第三电容的下极板接地；/n第四馈电网络包括第四电容和第十六微带线，第十六微带线分别与第十三和第十四微带线连接，第十六微带线连接第四电容的上极板，第四电容的下极板接地；/n第二匹配网络包括第十七至第二十微带线、第二隔直电容、第五电容以及第三至第四开关管，第十五和第十六微带线分别经第十七和第十八微带线连接第二隔直电容，第二隔直电容经第十九微带线连接第二十微带线，第二隔直电容和第十九微带线的公共端分别连接第三和第四开关管的漏极，第三和第四开关管的源极接地，第三和第四开关管的栅极接控制信号，第十九微带线和第二十微带线的公共端连接第五电容的上极板，第五电容的下极板接地；/n第十微带线和第二十微带线分别接输出端口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种频率可重构宽带功率放大器电路，其特征在于，包括第一支路、第二支路和输出端口；
第一支路包括第一至第四功率管芯、第一至第二馈电网络、第一匹配网络，第一功率管芯的漏极经第一微带线分别与第一馈电网络和第一匹配网络连接，第二功率管芯的漏极经第二微带线分别与第一馈电网络和第一匹配网络连接，第三功率管芯的漏极经第三微带线分别与第二馈电网络和第一匹配网络连接，第四功率管芯的漏极经第四微带线分别与第二馈电网络和第一匹配网络连接；
第一馈电网络包括第一加电端口、第一电容和第五微带线，第一加电端口经第五微带线分别与第一和第二微带线连接，第一加电端口与第五微带线的公共端连接第一电容的上极板，第一电容的下极板接地；
第二馈电网络包括第二电容和第六微带线，第六微带线分别与第三和第四微带线连接，第六微带线连接第二电容的上极板，第二电容的下极板接地；
第一匹配网络包括第七至第十微带线、第一隔直电容以及第一至第二开关管，第五和第六微带线分别经第七和第八微带线连接第九微带线，第九微带线经第一隔直电容连接第十微带线，第一隔直电容和第十微带线的公共端分别连接第一和第二开关管的漏极，第一和第二开关管的源极接地，第一和第二开关管的栅极接控制信号；
第二支路包括第五至第八功率管芯、第三至第四馈电网络、第二匹配网络，第五功率管芯的漏极经第十一微带线分别与第三馈电网络和第二匹配网络连接，第六功率管芯的漏极经第十二微带线分别与第三馈电网络和第二匹配网络连接，第七功率管芯的漏极经第十三微带线分别与第四馈电网络和第二匹配网络连接，第八功率管芯的漏极经第十四微带线分别与第四馈电网络和第二匹配网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：张巍，陶洪琪，刘宪锁，
申请(专利权)人：中电国基南方集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32