【技术实现步骤摘要】
本技术涉及放大器领域，尤其涉及一种毫米波功率放大器、电子电路及电子设备
技术介绍
1、近些年，随着微波低频频谱资源逐渐耗尽，毫米波资源在军用和民用领域都越来越受到研究人员的重视。在发射机系统中，毫米波功率放大器需要高增益和高效率来降低功耗，但由于毫米波频率接近晶体管的特征频率，导致毫米波功率放大器的增益通常较低。
2、因此为了提升毫米波功率放大器的增益，传统技术普遍采用共源共栅放大器。但该方案存在的问题在于：输出功率上限较低；电路的稳定性较差，且共源共栅放大器的共源极和共栅极之间没有做阻抗匹配，而使增益无法充分利用；同时，输出匹配通常为窄带而导致增益容易受工艺偏差的影响。
3、为解决传统技术存在的问题，现有技术通常是在共源共栅放大器的共源极和共栅极之间添加电感，以起到阻抗匹配的作用，并调节电感的参数，以调节输出匹配为宽带特性；还通过功率合成来提高功放的输出功率。但电感并不能完全实现共源极和共栅极之间的阻抗匹配，电路增益还有提高的空间；且电路稳定性问题也没有得到解决。
4、因而，提供一种高增益、高稳定性的毫米波功率放大器已成为业界亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本技术提供了一种毫米波功率放大器、电子电路及电子设备，以实现毫米波功率放大器的高增益、高稳定性。
2、根据本技术的一方面，提供了一种毫米波功率放大器，用于对第一射频信号进行功率放大，包括：
3、输入匹配单元，所述输入匹配单元用于对输入的第一射频信号进行第一转换
4、第一放大单元，其输入端耦接至所述输入匹配单元的输出端；所述第一放大单元用于对所述第二射频信号进行第一极放大，并输出第三射频信号；
5、第一极间匹配单元，其输入端耦接至所述第一放大单元的输出端；所述第一极间匹配单元用于对所述第三射频信号分别进行第二转换、第二宽带匹配及功率分配，并分别输出第四射频信号和第五射频信号；
6、cascode放大模块，包括第一cascode放大单元和第二cascode放大单元；
7、其中，所述第一cascode放大单元包括第一cascode下极放大子单元、第二极间匹配子单元、第一cascode上极放大子单元；所述第一cascode下极放大子单元的输入端耦接至所述第一极间匹配单元的输出端，所述第一cascode下极放大子单元用于对所述第四射频信号进行第二极放大，并输出第六射频信号；所述第二极间匹配子单元的输入端耦接至所述第一cascode下极放大子单元的输出端，所述第二极间匹配子单元用于对所述第六射频信号进行第三转换及第三宽带匹配，并输出第七射频信号；所述第一cascode上极放大子单元的输入端耦接至所述第二极间匹配子单元的输出端，所述第一cascode上极放大子单元用于对所述第七射频信号进行第三极放大，并输出第八射频信号；
8、其中，所述第二cascode放大单元包括第二cascode下极放大子单元、第三极间匹配子单元、第二cascode上极放大子单元；所述第二cascode下极放大子单元的输入端耦接至所述第一极间匹配单元的输出端，所述第二cascode下极放大子单元用于对所述第五射频信号进行第二极放大，并输出第九射频信号；所述第三极间匹配子单元的输入端耦接至所述第二cascode下极放大子单元的输出端，所述第三极间匹配子单元用于对所述第九射频信号进行第四转换及第四宽带匹配，并输出第十射频信号；所述第二cascode上极放大子单元的输入端耦接至所述第三极间匹配子单元的输出端，所述第二cascode上极放大子单元用于对所述第十射频信号进行第三极放大，并输出第十一射频信号；
9、输出匹配单元，其输入端分别耦接至所述第一cascode上极放大子单元的输出端和所述第二cascode上极放大子单元的输出端；所述输出匹配单元用于对所述第八射频信号和所述第十一射频信号进行功率合成和第五宽带匹配，并输出第十二射频信号，以作为所述毫米波功率放大器的输出信号；所述输出匹配单元还用于将输出阻抗匹配至第二设定值；其中，所述第一设定值等于所述第二设定值。
10、可选的，所述第一cascode下极放大子单元包括第一晶体管、第二晶体管、第一电容、第二电容；
11、所述第一晶体管的控制端和所述第二晶体管的控制端共同作为所述第一cascode下极放大子单元的输入端，所述第一晶体管的第一端耦接至所述第二晶体管的第一端，并接地；所述第一晶体管的第二端和所述第二晶体管的第二端共同作为所述第一cascode下极放大子单元的输出端；所述第一电容耦接至所述第一晶体管的控制端和所述第二晶体管的第二端之间，所述第二电容耦接至所述第一晶体管的第二端和所述第二晶体管的控终端之间。
12、可选的，所述第二极间匹配子单元包括第一变压器，所述第一变压器的原边作为所述第二极间匹配子单元的输入端，并耦接至所述第一晶体管的第二端和所述第二晶体管的第二端之间；所述第一变压器的第一副边与所述第一变压器的原边电性连接，以为所述第一变压器的原边提供第一偏置电流；所述第一变压器的第二副边作为所述第二极间匹配子单元的输出端。
13、可选的，所述第一cascode上极放大子单元包括第三晶体管和第四晶体管；所述第三晶体管的控制端和所述第四晶体管的控制端共同作为所述第一cascode上极放大子单元的输入端，并分别耦接至所述第一变压器的第二副边的第一端和第二端；所述第三晶体管的第一端和所述第四晶体管的第一端分别耦接至所述第一变压器的第一副边的第一端和第二端，以为所述第一变压器的第一副边提供所述第一偏置电流；所述第三晶体管的第二端和所述第四晶体管的第二端共同作为所述第一cascode上极放大子单元的输出端。
14、可选的，所述第二cascode下极放大子单元包括第五晶体管、第六晶体管、第三电容、第四电容；
15、所述第五晶体管的控制端和所述第六晶体管的控制端共同作为所述第二cascode下极放大子单元的输入端，所述第五晶体管的第一端耦接至所述第六晶体管的第一端，并接地；所述第五晶体管的第二端和所述第六晶体管的第二端共同作为所述第二cascode下极放大子单元的输出端；所述第三电容耦接至所述第五晶体管的控制端和所述第六晶体管的第二端之间，所述第四电容耦接至所述第五晶体管的第二端和所述第六晶体管的控终端之间。
16、可选的，所述第三极间匹配子单元包括第二变压器，所述第二变压器的原边作为所述第三极间匹配子单元的输入端，并耦接至所述第五晶体管的第二端和所述第六晶体管的第二端之间；所述第二变压器的第一副边与所述第二变压器的原边电性连接，以为所述第二变压器的原边提供第二偏置电流；所述第二变压器的第二副边作为所述第三极间匹配子单元的输出端。
17、可选的，所述第二cascode上极放大子单元包括第七晶体管和第八晶体管；所述第七晶体管的控制端和所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种毫米波功率放大器，用于对第一射频信号进行功率放大，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第一Cascode下极放大子单元包括第一晶体管、第二晶体管、第一电容、第二电容；
3.根据权利要求2所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第二极间匹配子单元包括第一变压器，所述第一变压器的原边作为所述第二极间匹配子单元的输入端，并耦接至所述第一晶体管的第二端和所述第二晶体管的第二端之间；所述第一变压器的第一副边与所述第一变压器的原边电性连接，以为所述第一变压器的原边提供第一偏置电流；所述第一变压器的第二副边作为所述第二极间匹配子单元的输出端。
4.根据权利要求3所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第一Cascode上极放大子单元包括第三晶体管和第四晶体管；所述第三晶体管的控制端和所述第四晶体管的控制端共同作为所述第一Cascode上极放大子单元的输入端，并分别耦接至所述第一变压器的第二副边的第一端和第二端；所述第三晶体管的第一端和所述第四晶体管的第一端分别耦接至所述第一变压器的第一副边的第一端和第二端，以
5.根据权利要求4所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第二Cascode下极放大子单元包括第五晶体管、第六晶体管、第三电容、第四电容；
6.根据权利要求5所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第三极间匹配子单元包括第二变压器，所述第二变压器的原边作为所述第三极间匹配子单元的输入端，并耦接至所述第五晶体管的第二端和所述第六晶体管的第二端之间；所述第二变压器的第一副边与所述第二变压器的原边电性连接，以为所述第二变压器的原边提供第二偏置电流；所述第二变压器的第二副边作为所述第三极间匹配子单元的输出端。
7.根据权利要求6所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第二Cascode上极放大子单元包括第七晶体管和第八晶体管；所述第七晶体管的控制端和所述第八晶体管的控制端作为所述第二Cascode上极放大子单元的输入端，并分别耦接至所述第二变压器的第二副边的第一端和第二端；所述第七晶体管的第一端和所述第八晶体管的第一端分别耦接至所述第二变压器的第一副边的第一端和第二端，以为所述第二变压器的第一副边提供所述第二偏置电流；所述第七晶体管的第二端和所述第八晶体管的第二端共同作为所述第二Cascode上极放大子单元的输出端。
8.根据权利要求7所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第一变压器和所述第二变压器均为三线圈变压器。
9.根据权利要求7所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述输出匹配单元包括第三变压器和第四变压器；所述第三变压器的原边耦接至所述第三晶体管的第二端和所述第四晶体管的第二端之间，所述第四变压器的原边耦接至所述第七晶体管的第二端和所述第八晶体管的第二端之间；所述第三变压器的副边的第二端耦接至所述第四变压器的副边的第一端，且作为所述输出匹配单元的输出端；所述第三变压器的副边的第一端和所述第四变压器的副边的第二端均接地。
10.根据权利要求9所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第一极间匹配单元包括第五变压器和第六变压器；所述第五变压器的原边和所述第六变压器的原边共同作为所述第一极间匹配单元的输入端；所述第五变压器的原边的第二端耦接至所述第六变压器的第一端；所述第五变压器的副边耦接至所述第一晶体管的控制端和所述第二晶体管的控制端之间，所述第六变压器的副边耦接至所述第五晶体管的控制端和所述第六晶体管的控制端之间。
11.根据权利要求10所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述输入匹配单元包括第七变压器；所述第七变压器的原边作为所述输入匹配单元的输入端，所述第七变压器的副边作为所述输入匹配单元的输出端。
12.根据权利要求11所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第三变压器至所述第七变压器均包括双线圈变压器，且所述第七变压器、所述第三变压器、所述第四变压器均为低耦合变压器。
13.根据权利要求11所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第一放大单元包括第九晶体管、第十晶体管、第五电容、第六电容、第一电流源；
14.根据权利要求13所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第一晶体管至所述第十晶体管均至少包括MOS管和三极管中的任一种。
15.一种电子电路，其特征在于，包括权利要求1至14任一项所述的毫米波功率放大器。
16.一种电子设备，其特征在于，包括权利要...
【技术特征摘要】
1.一种毫米波功率放大器，用于对第一射频信号进行功率放大，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第一cascode下极放大子单元包括第一晶体管、第二晶体管、第一电容、第二电容；
3.根据权利要求2所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第二极间匹配子单元包括第一变压器，所述第一变压器的原边作为所述第二极间匹配子单元的输入端，并耦接至所述第一晶体管的第二端和所述第二晶体管的第二端之间；所述第一变压器的第一副边与所述第一变压器的原边电性连接，以为所述第一变压器的原边提供第一偏置电流；所述第一变压器的第二副边作为所述第二极间匹配子单元的输出端。
4.根据权利要求3所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第一cascode上极放大子单元包括第三晶体管和第四晶体管；所述第三晶体管的控制端和所述第四晶体管的控制端共同作为所述第一cascode上极放大子单元的输入端，并分别耦接至所述第一变压器的第二副边的第一端和第二端；所述第三晶体管的第一端和所述第四晶体管的第一端分别耦接至所述第一变压器的第一副边的第一端和第二端，以为所述第一变压器的第一副边提供所述第一偏置电流；所述第三晶体管的第二端和所述第四晶体管的第二端共同作为所述第一cascode上极放大子单元的输出端。
5.根据权利要求4所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第二cascode下极放大子单元包括第五晶体管、第六晶体管、第三电容、第四电容；
6.根据权利要求5所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第三极间匹配子单元包括第二变压器，所述第二变压器的原边作为所述第三极间匹配子单元的输入端，并耦接至所述第五晶体管的第二端和所述第六晶体管的第二端之间；所述第二变压器的第一副边与所述第二变压器的原边电性连接，以为所述第二变压器的原边提供第二偏置电流；所述第二变压器的第二副边作为所述第三极间匹配子单元的输出端。
7.根据权利要求6所述的毫米波功率放大器，其特征在于，所述第二cascode上极放大子单元包括第七晶体管和第八晶体管；所述第七晶体管的控制端和所述第八晶体管的控制端作为所述第二cascode上极放大子单元的输入端，并分别耦接至所述第二变压器的第二副边的第一端和第二端；所述第七晶体管的第一端和所述第八晶体管的第一端分别耦...
【专利技术属性】
技术研发人员：田叶，
申请(专利权)人：杭州灵芯微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：
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