双频带阻抗变换器及双频带功率放大器制造技术

本申请提供一种双频带阻抗变换器及双频带功率放大器，通过确定两个预设频带内待匹配频点及对应的匹配阻抗，得到用于组成双频带阻抗变换器的每段微带传输线的特征阻抗和电长度，以将两个频带的复阻抗匹配到实阻抗，实现带宽比可控制的双频带匹配。并且基于所设计的双频带阻抗变换器组成带宽比可控制的双频带功率放大器。功率放大器。功率放大器。

【技术实现步骤摘要】
双频带阻抗变换器及双频带功率放大器


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种双频带阻抗变换器及双频带功率放大器。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的迅猛发展，5G时代的热潮已经全面来临，无线移动通信系统面临着一系列的新问题。而功率放大器作为射频发射系统的核心部分，对其能耗、效率、带宽、体积的要求迅速增加。对于相关技术中的功率放大器，每个频段带宽较窄、谐波控制复杂，且无法对每个频带带宽大小进行控制。
[0003]阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系，当电路阻抗失配时，可能会对电路产生损害。因此，需要利用阻抗变换器以达到阻抗匹配，保证最大功率的传输。然而，对于相关技术中的阻抗变换器，无法控制双频带的带宽比，两个频带带宽只能相同。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提出一种双频带阻抗变换器及双频带功率放大器，以解决或部分解决上述问题。
[0005]本申请第一方面，提供了一种双频带阻抗变换器，包括：
[0006]第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线和第五微带传输线；
[0007]其中，所述第二微带传输线的第一端与所述第一微带传输线连接，所述第二微带传输线的第二端分别与所述第三微带传输线和所述第五微带传输线连接；
[0008]所述第三微带传输线的第一端与所述第二微带传输线的第二端连接，所述第三微带传输线的第二端与所述第四微带传输线连接。
[0009]可选的，每一段所述微带传输线的特征阻抗和电长度分别根据第一阻抗、第二阻抗、第一待匹配频点、第二待匹配频点、第三待匹配频点计算得到；
[0010]其中，所述第一阻抗对应于第一频带；所述第二阻抗对应于第二频带；
[0011]所述第一待匹配频点和所述第二待匹配频点为所述第一频带的边频点；所述第三待匹配频点为所述第二频带的中心频率。
[0012]可选的，所述第一频带与所述第二频带的带宽比可控制；所述第一频带的带宽是根据所述第一待匹配频点和所述第二待匹配频点的频率间隔进行设定的。
[0013]可选的，所述第一微带传输线，被配置为：将所述第一频带的第一复阻抗转化为第一实阻抗；
[0014]所述第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线和第五微带传输线，被配置为：将所述第一实阻抗和第二复阻抗分别匹配至50欧姆的负载端；其中，所述第二复阻抗是所述第二阻抗经过所述第一微带传输线得到的。
[0015]本申请第二方面，提供了一种双频带功率放大器，包括：
[0016]信号输入端、信号输出端、功放管、输入匹配网络、谐波控制网络以及如第一方面所述的双频带阻抗变换器；
[0017]所述功放管，被配置为对输入信号进行放大；
[0018]所述输入匹配网路，与所述功放管的栅极和所述信号输入端连接，被配置为将最优源阻抗匹配至50欧姆的输入端口；
[0019]所述谐波控制网络，与所述功放管的漏极和所述双频带阻抗变换器连接，被配置为匹配二次谐波；
[0020]所述双频带阻抗变换器，与所述信号输出端连接，被配置为将第一阻抗和第二阻抗分别匹配至50欧姆的负载端。
[0021]可选的，所述双频带功率放大器的两个频带的带宽比基于所述双频带阻抗变换器进行控制。
[0022]可选的，所述双频带功率放大器还包括：第一偏置电路、第二偏置电路和稳定电路；
[0023]所述第一偏置电路和所述第二偏置电路，分别与所述功放管的栅极和漏极连接，被配置为给所述功放管提供直流偏置；
[0024]所述稳定电路，与所述功放管的栅极连接，被配置为给所述功放管抑制震荡。
[0025]可选的，所述输入匹配网络包括四段微带传输线级联的宽带匹配结构以及一段并联微带传输线。
[0026]可选的，所述谐波控制网络包括并联的八分之一波长开路微带传输线和四分之一波长的短路传输微带线，以及与功放管漏极相连的预设长度的微带传输线。
[0027]从上面所述可以看出，本申请提供的双频带阻抗变换器及双频带功率放大器，通过确定两个预设频带内待匹配频点及对应的匹配阻抗，得到用于组成双频带阻抗变换器的每段微带传输线的特征阻抗和电长度，以将两个频带的复阻抗匹配到实阻抗，实现带宽比可控制的双频带匹配。并且基于所设计的双频带阻抗变换器组成带宽比可控制的双频带功率放大器。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本申请实施例的双频带阻抗变换器的结构示意图；
[0030]图2为本申请实施例的预先设定的参数与双频带频率响应的关系曲线；
[0031]图3为本申请实施例的双频带阻抗变换器的频率特性响应图；
[0032]图4为本申请实施例的双频带功率放大器的结构示意图；
[0033]图5为本申请实施例的双频带功率放大器的原理示意图；
[0034]图6为本申请实施例的双频带功率放大器的输出功率、漏极效率、增益随频率的变化图。
具体实施方式
[0035]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
[0036]需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0037]随着无线通信技术的迅猛发展，5G时代的热潮已经全面来临，无线移动通信系统面临着一系列的新问题。而功率放大器作为射频发射系统的核心部分，对其能耗、效率、带宽、体积的要求迅速增加。
[0038]目前无线通信系统中2G、3G、4G、5G多种并存，频谱分散，频带间隔大，带宽变宽，频率逐渐变高等一系列的问题亟需解决。GSM,CDMA,WiMax等标准在移动通信系统中都要满足，收发机的前端功率放大器需要拥有处理多个带宽不相同的频段的能力。
[0039]单一功放管多频率功放有三种解决方案。其一是可重构功率放大器，在输入和输出匹配网络上添加PIN开关，MOS开关，变容二极管等一些可重构器件来完成不同频段之间的切换，但是可重构功率放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频带阻抗变换器，其特征在于，包括：第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线和第五微带传输线；其中，所述第二微带传输线的第一端与所述第一微带传输线连接，所述第二微带传输线的第二端分别与所述第三微带传输线和所述第五微带传输线连接；所述第三微带传输线的第一端与所述第二微带传输线的第二端连接，所述第三微带传输线的第二端与所述第四微带传输线连接。2.根据权利要求1所述的双频带阻抗变换器，其特征在于，每一段所述微带传输线的特征阻抗和电长度分别根据第一阻抗、第二阻抗、第一待匹配频点、第二待匹配频点、第三待匹配频点计算得到；其中，所述第一阻抗对应于第一频带；所述第二阻抗对应于第二频带；所述第一待匹配频点和所述第二待匹配频点为所述第一频带的边频点；所述第三待匹配频点为所述第二频带的中心频率。3.根据权利要求2所述的双频带阻抗变换器，其特征在于，所述第一频带与所述第二频带的带宽比可控制；所述第一频带的带宽是根据所述第一待匹配频点和所述第二待匹配频点的频率间隔进行设定的。4.根据权利要求2所述的双频带阻抗变换器，其特征在于，所述第一微带传输线，被配置为：将所述第一频带的第一复阻抗转化为第一实阻抗；所述第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线和第五微带传输线，被配置为：将所述第一实阻抗和第二复阻抗分别匹配至50欧姆的负载端；其中，所述第二复阻抗是所述第二阻抗经过所述第一微带传输线得到的。5.一种双频带功率放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：于翠屏，郭宇，刘元安，黎淑兰，苏明，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：