基于后匹配网络的功率放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于后匹配网络的功率放大器，包括：一功分器，即功率分配器，用于将一路信号分成多路，选用等分功分器使载波功放和峰值功放的输入功率相等。一载波功放，决定整个电路临界回退区的效率，设置栅源电压为-2.9V，漏源电压为28V。一峰值功放，对载波功放进行负载调制，同时在功率开启点之后配合载波功放进行功率输出。一后匹配网络，用于将载波功放和峰值功放合路后的输出端的阻抗与通信系统和测试系统的标准阻抗相匹配。系统和测试系统的标准阻抗相匹配。系统和测试系统的标准阻抗相匹配。

【技术实现步骤摘要】
基于后匹配网络的功率放大器


[0001]本专利技术涉及模拟预失真领域，属于集成电路设计，特别是涉及一种功率放大器。

技术介绍

[0002]通信是人类活动，沟通，发展的重要部分，无线通信技术的诞生使得世界各地的人们可以自由交流。特别是在过去的十五年中，移动通信市场飞速发展，移动电话通信迅速占领全球通信市场。移动通信技术的发展分为几个阶段。
[0003]第一代移动通信技术（1G）是最早开发的手机通信技术。第一个蜂窝网络于1978 年在美国芝加哥出生。该网络使用了一项名为AMPS（Advanced Mobile Phone Service）的技术，工作在 800MHz。后来在 1985 年英国引进了一种类似于AMPS的新技术TACS(Total Access Communications System)，可以工作在900MHz。1G手机是以模拟技术为基础的，信号通过调频（FM）的方式传输，分配给收发链路各自25Mhz的频带，同时将这些频带拆分成多个信道，每个信道分给特定的用户，信道间隔30KHz，这会限制在任意时间打电话的人数，显然不能算作高效的通信方式，不过应用“频分多址”（FDMA）技术，系统可以多路访问，但是只用于语音通话。
[0004]由于用户迅速增加，意味着必须出现更复杂的方法，应用数字技术的第二代通信技术（2G）移动电话网络应运而生。GSM（全球移动通信系统）是2G数字系统中最成功的通信制式之一，是二十世纪八十年代开发的一种移动电话标准。GSM系统能够利用900,1800和1900MHz三个频段中的任何一个频段，并且许多GSM电话可以作为双频段或三频段电话工作，以适应用户所进入区域中的本地频率系统，每个频段被分成124个载频，相隔200KHz，与1G 系统中使用的FDMA方法类似。每个运营商频率进一步使用TDMA（时分多址）技术分成8个577μs长的“时隙”，每一个都代表一个时隙沟通渠道。因此，可用频带的总数是124
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8个，也就是说，理论上最多同时可以兼顾992个通话。
[0005]2G网络支持的数据速率仅为9.6kbps，不足以提供任何复杂的数字服务。很多国家在3G时代完全到来之前都有一段2.5G的经历。3G系统的显著特点是支持更高的数据传输速率并提供更高的信道容量，这使得其同时适用于高速数据传输以及传统的语音通话。更快的数据传输速率和更大的带宽的意味着3G手机可以为用户提供广泛的数据服务，如移动互联网接入和多媒体应用。与早期的手机相比，3G手机提供了许多新功能，包括许多流行的应用程序，如电视流，多媒体，视频会议，网页浏览，电子邮件，传呼，传真和导航地图。主要的3G技术包括UMTS（通用移动电信系统）CDMA（码分多址）和后来的WCDMA（宽带CDMA）技术。
[0006]3G 标准的全球持续发展推动了对第四代移动通信技术（4G）的诞生。其中以LTE通信制式应用最广，LTE革命性地抛弃了了2G、3G一直沿用的网络结构，而改成基站与核心网直接连接，空口的关键技术也由3G的CDMA 而改成OFDM，在宽频带上比CDMA更加具备可行性和适应性，且大规模应用 MIMO技术提升了频谱复用度，跨载波聚合能获得更大的频谱带宽从而提升速率，可达100M/bps。
[0007]然而，由于信息时代数据激增，4G通信系统将很快无法满足数据通信的需求，根据
Cisco公司的预测，从2010开始的十年之内，无线通信网络的数据传输量会急剧增长甚至超过100倍，为了应对急速增长的数据流量，很多国家已经开始大力研究5G技术，近年来移动通信迅速发展的中国也成立了IMT-2020（5G）推进组，预测从2010年到2020年，中国的移动通信数据流量将增长 300倍以上，2010年到2030年将增长超4万倍。各国的项目和5G技术研究也在如火如荼的进行着。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于后匹配网络的功率放大器，工作在 2.4-3.4GHz，覆盖 4G 预留频段和 5G 新频段的宽带。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术的新型功率放大器，包括：一功分器，即功率分配器，用于将一路信号分成多路，选用等分功分器使载波功放和峰值功放的输入功率相等；一载波功放，即载波晶体管M1，决定整个电路临界回退区的效率，设置栅源电压为-2.9V，漏源电压为28V；一峰值功放，即峰值晶体管M2，对载波功放进行负载调制，同时在功率开启点之后配合载波功放进行功率输出；一后匹配网络，用于将载波功放和峰值功放合路后的输出端的阻抗与通信系统和测试系统的标准阻抗相匹配；一相位补偿线；一峰值补偿线；其特征在于：射频输入端和功分器输入端相连接，功分器的其中一个输出端和相位补偿线的输入端相连，相位补偿线的输出端和输入匹配网络1的输入端相连，输入匹配网络1的控制端和电感L1的一端相连，电感L1的另外一端连接控制电压V1，输入匹配网络1的输出端和载波晶体管M1的栅极相连，载波晶体管M1的衬底端和源极都接地，载波晶体管M1的漏极和输出匹配网络1的输入端相连，输出匹配网络1的控制端和电感L3的一端相连，电感L3的另外一段接电压V3，输出匹配网络1的输出端和后匹配网络1的输入端相连接，后匹配网络1的输出端、后匹配网络2的输出端与后匹配网络3的输入端相连在一起，后匹配网络3的输入端作为射频输出端口；功分器的另外一个输出端和输入匹配网络2的输入端相连，输入匹配网络2的控制端和电感L2的一端相连，电感L2的另外一端连接控制电压V2，输入匹配网络2的输出端和峰值晶体管M2的栅极相连，峰值晶体管M2的衬底端和源极都接地，峰值晶体管M2的漏极和输出匹配网络2的输入端相连，输出匹配网络2的控制端和电感L4的一端相连，电感L4的另外一段接电压V4，输出匹配网络2的输出端和峰值补偿线的输入端相连，峰值补偿线的输出端和后匹配网络2的输入端相连接。
[0010]对于后匹配网络，其特征在于：输入端、电感L11的一端和电容C31的一端连接在一起，电容C31的另外一端和电感L31的一端相连，电感L31的另外一端和地相连，电感L11的另外一端、电感L22的其中一端和电容C32的其中一端连接在一起，电容C32的另外一端和电感L32的一端相连，电感L32的另外一端和地相连，电感L22的另外一端和电容C33的其中一端连接在一起作为输出端，电容C33的另外一端和电感L33的其中一端相连，电感L33的另外一端和地相连。
附图说明
[0011]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是基于后匹配网络功放结构框图，图2是后匹配网络的结构框图。
具体实施方式
[0012]本实施例具有与图1所示完全相同的基本结构，下面详细说明本专利技术技术方案的工作原理。
[0013]结合图1所示，所述功分器，即功率分配器，用于将一路信号分成多路。本次设计为对称结构，选用等分功分器使载波功放和峰值功放的输入功率相等，S
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与S
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相等，S
31
与S
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于后匹配网络的功率放大器，包括：一功分器，即功率分配器，用于将一路信号分成多路，选用等分功分器使载波功放和峰值功放的输入功率相等；一载波功放，即载波晶体管M1，决定整个电路临界回退区的效率，设置栅源电压为-2.9V，漏源电压为28V；一峰值功放，即峰值晶体管M2，对载波功放进行负载调制，同时在功率开启点之后配合载波功放进行功率输出；一后匹配网络，用于将载波功放和峰值功放合路后的输出端的阻抗与通信系统和测试系统的标准阻抗相匹配；一相位补偿线；一峰值补偿线；其特征在于：射频输入端和功分器输入端相连接，功分器的其中一个输出端和相位补偿线的输入端相连，相位补偿线的输出端和输入匹配网络1的输入端相连，输入匹配网络1的控制端和电感L1的一端相连，电感L1的另外一端连接控制电压V1，输入匹配网络1的输出端和载波晶体管M1的栅极相连，载波晶体管M1的衬底端和源极都接地，载波晶体管M1的漏极和输出匹配网络1的输入端相连，输出匹配网络1的控制端和电感L3的一端相连，电感L3的另外一段接电压V3，输出匹配网络1的输出端和后匹配网络1的输入端相连接，后匹配网络1的输出端、后匹配网络2的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏杰，
申请(专利权)人：江苏齐芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：