一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器制造技术

本发明专利技术涉及功率放大器技术领域，具体涉及一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器，包括输入基波匹配模块、源非线性因子控制模块、栅极偏置模块、稳定网络、输出匹配网络模块和漏级偏置模块，该放大器通过源端非线性因子控制模块控制栅源电容Cgs非线性强度，丰富了漏极对谐波需求，充分的挖掘了功放管自身潜力，拓展了阻抗设计空间，简化了输出匹配网络设计，减弱了匹配网络设计复杂度，并利用切比雪夫低通滤波原型，实现超宽带、高效率特性，解决传统连续逆F类功放不能满足现代社会需求的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器


[0001]本专利技术涉及类功率放大器
，尤其涉及一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器。

技术介绍

[0002]随着第五代(5G)移动通信系统的紧密部署，基站数量明显增加，基站产生的总能耗也逐步攀升，5G通信系统网络的通信带宽资源更高，为满足当前通信系统的需求，功率放大器必须同时满足高效率和宽带，随着5G通信的发展，无线通信系统需要满足长距离、高数据传输速率，这就迫使无线通信系统要向宽带甚至超宽带发展。因此，提高功率放大器的效率以及宽带是当前以及未来射频通信系统的研究热点。
[0003]传统高效率功率放大器，由于必须保证其谐波的精确控制，所以限制功率放大器的带宽在一个窄带范围内，使其难易应用到宽带通信系统上，特别是现代无线通信技术需要设备覆盖多个频段，连续型功放理论应势而出，通过控制高次谐波对功放的输出电压或电流波形进行合理塑造，解决了宽带高效率功放的难题。
[0004]高效率功率放大器的实现主要以谐波控制类功放为主，有着谐波控制困难、带宽窄的缺陷，连续型逆F类功率放大器因为在阻抗设计空间有着相对其他连续类型更宽的阻抗，使其设计相对便利，但连续型逆F类功放仍存在基波阻抗区域过窄，设计灵活度低，匹配网络设计繁琐的缺点，因此，传统连续逆F类功放不能满足现带社会需求，亟需一种新的原理来进一步拓展连续型逆F类功放阻抗设计空间，以实现在满足高效率的同时进一步拓展带宽以及简化功放设计。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器，旨在解决传统连续逆F类功放不能满足现代社会需求的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器，包括输入基波匹配模块、源非线性因子控制模块、栅极偏置模块、稳定网络、输出匹配网络模块和漏级偏置模块，所述输入基波匹配模块、所述源非线性因子控制模块和所述稳定网络依次连接，所述稳定网络与所述输出匹配网络模块通过功放管漏端连接，所述栅极偏置模块与所述源非线性因子控制模块连接，所述漏级偏置模块与所述输出匹配网络模块连接。
[0007]其中，所述栅极偏置模块和所述漏级偏置模块分别为晶体管的栅极和漏级提供电流与电压，并通过λ/4微带线实现从射频端看阻抗无穷大，以防止射频信号泄漏，同时采用高频电容C滤除电源中交流成分。
[0008]其中，所述稳定网络采用RC并联结构，在工作频段内实现功率放大器的稳定。
[0009]其中，所述输出匹配网络模块所用输出匹配网络，所述源非线性因子控制模块所用源非线性控制匹配网络，所述输入基波匹配模块所用输入基波匹配网络，所述输出匹配网络、所述源非线性控制匹配网络和所述输入基波匹配网络构成输出或者输入匹配网络，
所述匹配网络是使最佳阻抗匹配到输入输出端口阻抗，使功放在高效的同时保持最大功率输出。
[0010]其中，所述源非线性因子控制模块所用源非线性控制匹配网络采用十字控制网络结构，实现对源端非线性因子的控制。
[0011]其中，所述匹配网络采用切比雪夫低通滤波网络结构进行拓扑，实现对工作频带的匹配。
[0012]本专利技术的一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器，通过源端非线性因子控制模块控制栅源电容Cgs非线性强度，丰富了漏极对谐波需求，该放大器的所述输出匹配网络模块、所述源非线性因子控制模块和所述输入基波匹配模块所用的匹配网络由有基波与非线性两部分网络组成，不仅实现源端基波阻抗匹配，还通过十字控制网络，精准控制源端非线性，充分的挖掘了功放管自身潜力，拓展了阻抗设计空间，简化了输出匹配网络设计，设计灵活，减弱了匹配网络设计复杂度，并利用切比雪夫低通滤波网络拓扑，实现超宽带、高效率特性，解决传统连续逆F类功放不能满足现代社会需求的问题。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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专利技术的一些实施例，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。
[0014]图1为专利技术中基于源端非线性连续型逆F类功率放大器电路图。
[0015]图2为是由负载牵引所得最佳基波和二次谐波阻抗区域示意图。
[0016]图3为本设计实例中输出匹配电路在封装面阻抗随频率变化示意图。
[0017]图4为本设计实例中输入匹配电路在封装面阻抗随频率变化示意图。
[0018]图5本设计实例中仿真结果示意图。
[0019]图6为专利技术中基于源端非线性连续型逆F类功率放大器结构示意图。
[0020]图中：1
‑
输入基波匹配模块、2
‑
源非线性因子控制模块、3
‑
栅极偏置模块、4
‑
稳定网络、5
‑
输出匹配网络模块、6
‑
漏级偏置模块。
具体实施方式
[0021]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0022]请参阅图1至图6，本专利技术提供一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器，包括输入基波匹配模块1、源非线性因子控制模块2、栅极偏置模块3、稳定网络4、输出匹配网络模块5和漏级偏置模块6，所述输入基波匹配模块1、所述源非线性因子控制模块2和所述稳定网络4依次连接，所述稳定网络4与所述输出匹配网络模块5通过功放管漏端连接，所述栅极偏置模块3与所述源非线性因子控制模块2连接，所述漏级偏置模块6与所述输出匹配网络模块5连接。
[0023]在本实施方案中，通过源端非线性因子控制模块控制栅源电容Cgs非线性强度，丰
富了漏极对谐波需求，该放大器的所述输出匹配网络模块5、所述源非线性因子控制模块2和所述输入基波匹配模块1所用网络由有基波与非线性两部分网络组成，不仅实现源端基波阻抗匹配，还通过十字控制网络，精准控制源端非线性，充分的挖掘了功放管自身潜力，拓展了阻抗设计空间，简化了输出匹配网络设计，设计灵活，减弱了匹配网络设计复杂度，并利用切比雪夫低通滤波原型，实现超宽带、高效率特性，解决传统连续型逆F类功放不能满足现代社会需求的问题。
[0024]进一步的，所述栅极偏置模块3和所述漏级偏置模块6分别为晶体管的栅极和漏级提供电流与电压，并通过λ/4微带线实现从射频端看阻抗无穷大，以防止射频信号泄漏，同时采用高频电容C滤除电源中交流成分。
[0025]在本实施方案中，将栅源电容Cgs的非线性效应用源端非线性因子量化，利用“波形工程”，简要的分析了端非线性因子对阻抗空间和功放性能的影响，设计了一种基于源端非线性的宽带连续型逆F类功率放大器，该功率放大器包括栅极偏置电路、漏极偏置电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器，其特征在于，包括输入基波匹配模块、源非线性因子控制模块、栅极偏置模块、稳定网络、输出匹配网络模块和漏级偏置模块，所述输入基波匹配模块、所述源非线性因子控制模块和所述稳定网络依次连接，所述稳定网络与所述输出匹配网络模块通过功放管漏端连接，所述栅极偏置模块与所述源非线性因子控制模块连接，所述漏级偏置模块与所述输出匹配网络模块连接。2.如权利要求1所述的一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器，其特征在于，所述栅极偏置模块和所述漏级偏置模块分别为晶体管的栅极和漏级提供电流与电压，并通过λ/4微带线实现从射频端看阻抗无穷大，以防止射频信号泄漏，同时采用高频电容C滤除电源中交流成分。3.如权利要求1所述的一种基于源端非线性连续型逆F类功率放大器，其特征在于，所述稳定网络采用RC并联结构，在工作频...

【专利技术属性】
技术研发人员：游长江，蒋迪，胡巍，曹亮，范宇欣，何浩，吴涵，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：