【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子电路设计，特别是涉及一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器。
技术介绍
1、近年来，随着无线通信的迅速发展，满足多种不同需求的无线通信系统相继面世，目前6ghz以下低频段的频谱已经较为拥挤，为了获取更多的频谱资源，建设高容量的无线通信系统，对于系统的宽带特性要求越来越高。功率放大器作为无线通信系统的重要组成部分，实现更宽的带宽和更高的输出功率是其研究方向之一。
2、硅基工艺凭借其成本优势在集成电路领域拥有极为广泛的应用，但因为其较低的击穿电压导致单级晶体管的输出功率较低。并且随着频率的升高，晶体管的最大增益会逐渐下降。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，解决了硅基工艺的单级晶体管的输出功率较低，并且随着频率的升高，晶体管的最大增益会逐渐下降的问题。
2、本专利技术提供一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，包括：
3、多个第一级共基共射放大器，用于对多路输入信号分别进行放大并输出；
4、功率分配模块，包括多个第一功率分配器，多个第一功率分配器用于对多个第一级共基共射放大器输出的多路输入信号分别进行接收并以二倍数量输出；
5、多个第二级共基共射放大器，用于对功率分配模块输出的多路输入信号分别进行接收、放大并输出；
6、多个四级差分放大器，用于对多个第二级共基共射放大器输出的多路输入信号分别进行接收、放大并输出；
7、功率合成器
8、优选的，还包括第二功率分配器，用于将一路输入信号分配为多路输入信号，多个所述第一级共基共射放大器分别对多路输入信号进行接收；所述第二功率分配器还用于进行信号输入端阻抗匹配；
9、所述第二功率分配器包括：
10、传输线1001，一端与输入信号输入端连接；
11、电阻1002，其一端与传输线1001另一端连接；
12、电容1003，其一端与电阻1002另一端连接，另一端接地；
13、变压器1004，其初级线圈一端与传输线1001另一端连接，另一端接地；
14、传输线1005和传输线1007，其一端均与变压器1004的次级线圈一端连接；
15、传输线1006和传输线1008，其一端均与变压器1004的次级线圈另一端连接；
16、电容1009-电容1012，其一端分别与传输线1005-传输线1008另一端连接。
17、优选的，多个所述第一级共基共射放大器包括第一共基共射放大器和第二共基共射放大器，所述第一共基共射放大器和第二共基共射放大器的结构相同；第一共基共射放大器的输入端与电容1009和电容1010另一端连接，第二共基共射放大器的输入端与电容1011和电容1012另一端连接。
18、优选的，所述第一共基共射放大器包括：
19、晶体管2001和晶体管2003，其基极分别与电容1009和电容1010另一端连接，发射极均接地；
20、晶体管2002和晶体管2004，其发射极分别与晶体管2001和晶体管2003的集电极连接；
21、电阻2009和电阻2011，其一端分别与晶体管2001和晶体管2003的基极连接；
22、电容2010和电容2012，其一端分别与电阻2009和电阻2011另一端连接，另一端分别与晶体管2002和2004的集电极连接；
23、电容2017和电容2019，其一端分别与晶体管2002和晶体管2004的基极连接，另一端均接地；
24、电阻2018和电阻2020，其一端分别与晶体管2002和晶体管2004的基极连接，另一端连接基极偏压vb1_2；
25、电感2025和电感2026，其一端分别与晶体管2001和晶体管2003的基极连接，另一端均连接基极偏压vb1_1。
26、优选的，多个所述第一功率分配器还用于多个第一级共基共射放大器和多个第二级共基共射放大器之间的阻抗匹配；
27、多个第一功率分配器包括：
28、变压器3001，其初级线圈两端分别与晶体管2002和晶体管2004的集电极连接；
29、传输线3002和传输线3004，其一端均与变压器3001的次级线圈的一端连接；
30、传输线3003和传输线3005，其一端均与变压器3001的次级线圈的一端连接；
31、变压器3006和传输线3007-传输线3010，其连接方式与变压器3001和传输线3002-传输线3005相同；
32、所述变压器3006的初级线圈两端分别与晶体管2006和晶体管2008的集电极连接。
33、优选的，多个所述第二级共基共射放大器包括第三共基共射放大器、第四共基共射放大器、第五共基共射放大器、第六共基共射放大器，多个所述第二级共基共射放大器结构均相同，且和第一共基共射放大器的结构相同；第三共基共射放大器的输入端与传输线3002和传输线3003连接，第四共基共射放大器的输入端与传输线3004和传输线3005连接，第五共基共射放大器的输入端与传输线3007和传输线3008连接，第六共基共射放大器的输入端与传输线3009和传输线3010连接。
34、优选的，还包括：
35、多个第三功率分配器，用于对多个第二级共基共射放大器输出的多路输入信号分别进行接收并输出，以及多个第二级共基共射放大器和多个四级差分放大器之间的阻抗匹配；
36、多个第三功率分配器包括：
37、变压器5001，其初级线圈两端分别与第三共基共射放大器的输出端连接；
38、变压器5002，其初级线圈两端分别与第四共基共射放大器的输出端连接；
39、变压器5003，其初级线圈两端分别与第五共基共射放大器的输出端连接；
40、变压器5004，其初级线圈两端分别与第六共基共射放大器的输出端连接。
41、优选的，多个所述四级差分放大器包括第一差分四级堆叠晶体管放大器、第二差分四级堆叠晶体管放大器、第三差分四级堆叠晶体管放大器和第四差分四级堆叠晶体管放大器，四个所述差分四级堆叠晶体管放大器结构均相同；第一差分四级堆叠晶体管放大器的输入端与变压器5001的次级线圈两端连接，第二差分四级堆叠晶体管放大器的输入端与变压器5002的次级线圈两端连接，第三差分四级堆叠晶体管放大器的输入端与变压器5003的次级线圈两端连接，第四差分四级堆叠晶体管放大器的输入端与变压器5004的次级线圈两端连接；所述第一差分四级堆叠晶体管放大器包括：
42、晶体管6001和晶体管6005，其基极分别与变压器5001的次级线圈两端连接；
43、晶体管6002和晶体管6006，其发射极分别与晶体管6001和晶体管6005的集电极连接；
44、晶体管6本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，还包括第二功率分配器，用于将一路输入信号分配为多路输入信号，多个所述第一级共基共射放大器分别对多路输入信号进行接收；所述第二功率分配器还用于进行信号输入端阻抗匹配；
3.如权利要求2所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，多个所述第一级共基共射放大器包括第一共基共射放大器和第二共基共射放大器，所述第一共基共射放大器和第二共基共射放大器的结构相同；第一共基共射放大器的输入端与电容1009和电容1010另一端连接，第二共基共射放大器的输入端与电容1011和电容1012另一端连接。
4.如权利要求3所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，所述第一共基共射放大器包括：
5.如权利要求4所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，多个所述第一功率分配器还用于多个第一级共基共射放大器和多个第二级共基共射放大器之间的阻抗匹配；>
6.如权利要求4所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，多个所述第二级共基共射放大器包括第三共基共射放大器、第四共基共射放大器、第五共基共射放大器、第六共基共射放大器，多个所述第二级共基共射放大器结构均相同，且和第一共基共射放大器的结构相同；第三共基共射放大器的输入端与传输线3002和传输线3003连接，第四共基共射放大器的输入端与传输线3004和传输线3005连接，第五共基共射放大器的输入端与传输线3007和传输线3008连接，第六共基共射放大器的输入端与传输线3009和传输线3010连接。
7.如权利要求6所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，还包括：
8.如权利要求7所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，多个所述四级差分放大器包括第一差分四级堆叠晶体管放大器、第二差分四级堆叠晶体管放大器、第三差分四级堆叠晶体管放大器和第四差分四级堆叠晶体管放大器，四个所述差分四级堆叠晶体管放大器结构均相同；第一差分四级堆叠晶体管放大器的输入端与变压器5001的次级线圈两端连接，第二差分四级堆叠晶体管放大器的输入端与变压器5002的次级线圈两端连接，第三差分四级堆叠晶体管放大器的输入端与变压器5003的次级线圈两端连接，第四差分四级堆叠晶体管放大器的输入端与变压器5004的次级线圈两端连接；所述第一差分四级堆叠晶体管放大器包括：
9.如权利要求8所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，所述功率合成器包括：
10.如权利要求2所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，所述一路输入信号为射频信号，多个所述第一级共基共射放大器还用于驱动多个第二级共基共射放大器，多个所述第二级共基共射放大器还用于驱动多个四级差分放大器。
...【技术特征摘要】
1.一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，还包括第二功率分配器，用于将一路输入信号分配为多路输入信号，多个所述第一级共基共射放大器分别对多路输入信号进行接收；所述第二功率分配器还用于进行信号输入端阻抗匹配；
3.如权利要求2所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，多个所述第一级共基共射放大器包括第一共基共射放大器和第二共基共射放大器，所述第一共基共射放大器和第二共基共射放大器的结构相同；第一共基共射放大器的输入端与电容1009和电容1010另一端连接，第二共基共射放大器的输入端与电容1011和电容1012另一端连接。
4.如权利要求3所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，所述第一共基共射放大器包括：
5.如权利要求4所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，多个所述第一功率分配器还用于多个第一级共基共射放大器和多个第二级共基共射放大器之间的阻抗匹配；
6.如权利要求4所述的一种基于变压器功率合成的宽带高功率功率放大器，其特征在于，多个所述第二级共基共射放大器包括第三共基共射放大器、第四共基共射放大器、第五共基共射放大器、第六共基共射放大器，多个所述第二级共基共射放大器结构均相同，且和第一共基共射放大器的结构相同；第三共基共射放大器的输入端与传...
【专利技术属性】
技术研发人员：许进，段宇文，周国庆，韩滨酝，蒲嘉阳，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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