一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构制造技术

本发明专利技术公开了一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，包括一体集成在一起的功率放大器与天线，天线为圆极化天线，天线通过CPW馈电方式将其输入阻抗直接匹配至所述的功率放大器的输出阻抗；优点是整体占用体积减小、集成度较高，且在高频、宽带以及高功率应用场景下，能够实现低损耗传输，充分发挥功率放大器性能，提升天线辐射效果，满足无线通信系统对高速率、高质量传输以及高效稳定运行的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一体化集成结构，尤其是涉及一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构。

技术介绍

1、随着现代无线通信技术的迅速发展，尤其是在5g及未来6g通信系统中，对高速率、大容量、低延迟和高稳定性的要求越来越高。这些需求催生了对宽带、高效、集成度高的无线通信系统的迫切需求。功率放大器(power amplifier,pa)和天线是无线通信系统中至关重要的组成部分，二者的性能直接决定了整个无线通信系统的传输质量与覆盖范围。

2、目前，虽已有功率放大器与天线的一体化集成结构，但是其在设计时，功率放大器与天线独立设计，需在二者间增加匹配电路来对功率放大器与天线进行阻抗匹配，实现为实现功率放大器与天线连接。这种做法使得已有功率放大器与天线的一体化集成结构的整体占用体积仍然较大，集成度不高，而且匹配电路一般基于微带线(micros trip line)或同轴馈电(coaxial feed)等方式设计，在传输过程中会产生较大损耗。同时，现有天线内部的馈电结构本身也存在较大损耗。由此，额外增设的匹配电路以及天线内部的馈电结构带来的线路损耗，这些因素共同致本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，包括一体集成在一起的功率放大器与天线，其特征在于所述的天线为圆极化天线，所述的天线通过CPW馈电方式将其输入阻抗直接匹配至所述的功率放大器的输出阻抗。

2.根据权利要求1所述的一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，其特征在于所述的功率放大器包括输入匹配电路、第一偏置电路、第二偏置电路、晶体管和隔直输出电路，所述的输入匹配网络具有输入端、输出端和偏置端，所述的第一偏置电路和所述的隔直输出电路均具有输入端和输出端，所述的第二偏置电路具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述的输入匹配电路的输入端为所述的功率放大器的输入端，所述的...

【技术特征摘要】

1.一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，包括一体集成在一起的功率放大器与天线，其特征在于所述的天线为圆极化天线，所述的天线通过cpw馈电方式将其输入阻抗直接匹配至所述的功率放大器的输出阻抗。

2.根据权利要求1所述的一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，其特征在于所述的功率放大器包括输入匹配电路、第一偏置电路、第二偏置电路、晶体管和隔直输出电路，所述的输入匹配网络具有输入端、输出端和偏置端，所述的第一偏置电路和所述的隔直输出电路均具有输入端和输出端，所述的第二偏置电路具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述的输入匹配电路的输入端为所述的功率放大器的输入端，所述的输入匹配电路的输出端与所述的晶体管的栅极连接，所述的输入匹配网络的偏置端与所述的第一偏置电路的输出端连接，所述的晶体管的漏极与所述的第二偏置电路的第一输出端相连，所述的晶体管的源极接地，所述的隔直输出电路的输入端和所述的第二偏置电路的第二输出端相连，所述的隔直输出电路的输出端为所述的功率放大器的输出端，所述的功率放大器的输入端用于接入外部信号，所述的功率放大器的输出端与所述的天线连接，所述的第一偏置电路的输入端用于与外部电源连接，接入第一电源电压，所述的第一偏置电路用于将接入的第一电源电压转换为第一偏置电压加载在所述的晶体管的栅极，所述的第二偏置电路的输入端用于与外部电源连接，接入第二电源电压，所述的第二偏置电路用于将接入的第二电源电压转换为第二偏置电压加载在所述的晶体管的漏极，所述的第一偏置电压和所述的第二偏置电压用于使所述的晶体管工作在ab类状态。

3.根据权利要2所述的一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，其特征在于所述的输入匹配电路包含八条微带线、两个电容和一个电阻；将该八条微带线分别称为第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线和第八微带线，其中所述的第一微带线、所述的第二微带线、所述的第四微带线、所述的第五微带线、所述的第六微带线和所述的第八微带线均为矩形微带线，所述的第三微带线和所述的第七微带线均为t形结微带线，具有三个连接端，将该两个电容分别称为第一电容和第二电容，将该电阻称为第一电阻，所述的第一微带线的一端为所述的输入匹配电路的输入端，所述的第一微带线的另一端与所述的第一电容的一端相连，所述的第一电容的另一端与所述的第二微带线的一端相连，所述的第二微带线的另一端与所述的第三微带线的第一个连接端相连，所述的第四微带线的一端与所述的第三微带线的第二个连接端相连，所述的第三微带线的第三个连接端与所述的第五微带线的一端相连，所述的第五微带线的另一端分别与所述的第一电阻的一端及所述的第二电容的一端相连，所述的第一电阻的另一端、所述的第二电容的另一端与所述的第六微带线的一端相连，所述的第六微带线的另一端与所述的第七微带线的第一个连接端相连，所述的第七微带线的第二个连接端为所述的输入匹配电路的偏置端，所述的第七微带线的第三个连接端与所述的第八微带线的一端相连，所述的第八微带线的另一端为所述的输入匹配电路的输出端。

4.根据权利要求2所述的一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，其特征在于所述的第一偏置电路包括四条微带线、四个电容和一个电阻；将该四条微带线分别称为第九微带线、第十微带线、第十一微带线和第十二微带线，所述的第十一微带线为弧形微带线，所述的第九微带线、所述的第十微带线和所述的第十二微带线均为矩形微带线，将该四个电容分别称为第三电容、第四电容、第五电容和第六电容，将该电阻称为第二电阻，所述的第九微带线的一端为所述的第一偏置电路的输入端，所述的第九微带线的另一端与所述的第十微带线的一端连接，所述的第十微带线的另一端与所述的第十一微带线的一端连接，所述的第十一微带线的另一端与所述的第十二微带线的一端连接，所述的第十二微带线的另一端与所述的第二电阻的一端连接，所述的第二电阻的另一端为所述的第一偏置电路的输出端，所述的第三电容的一端、所述的第四电容的一端、所述的第五电容的一端和所述的第六电容的一端均与所述的第十微带线相连，所述的第三电容的另一端、所述的第四电容的另一端、所述的第五电容的另一端和所述的第六电容的另一端均接地，所述的第十微带线、所述的第十一微带线和所述的第十二微带线的总长为四分之一波长。

5.根据权利要求2所述的一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，其特征在于所述的第二偏置电路包括六条微带线和四个电容；将该六条微带线分别称为第十三微带线、第十四微带线、第十五微带线、第十六微带线、第十七微带和第十八微带线，所述的第十五微带线为弧形微带线，所述的第十七微带线为t形结微带线，具有三个连接端，所述的第十三微带线、所述的第十四微带线、所述的第十六微带线和所述的第十八微带线均为矩形微带线，将该四个电容分别称为第七电容、第八电容、第九电容和第十电容，所述的第十三微带线的一端为所述的第二偏置电路的输入端，所述的第十三微带线的另一端与所述的第十四微带线的一端连接，所述的第十四微带线的另一端与所述的第十五微带线的一端连接，所述的第十五微带线的另一端与所述的第十六微带线的一端连接，所述的第十六微带线的另一端与所述的第十七微带线的第一个连接端连接，所述的第十七微带线的第二个连接端与所述的第十八微带线的一端连接，所述的第十八微带线的另一端为所述的第二偏置电路的第一输出端，所述的第十七微带线的第三个连接端为所述的第二偏置电路的第二输出端，所述的第七电容的一端、所述的第八电容的一端、所述的第九电容的一端和所述的第十电容的一端均与所述的第十四微带线相连，所述的第七电容的另一端、所述的第八电容的另一端、所述的第九电容的另一端和所述的第十电容的另一端均接地，所述的第十四微带线、所述的第十五微带线、所述的第十六微带线的总长为四分之一波长。

6.根据权利要求2所述的一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，其特征在于所述的隔直输出电路包括一个电容，将该电容称为第十一电容，所述的第十一电容的一端为所述的隔直输出电路的输入端，所述的第十一电容的另一端为所述的隔直输出电路的输出端。

7.根据权利要求1所述的一种功率放大器与圆极化天线的一体化集成结构，其特征在于所述的天线包括介质基板、辐射贴片和金属地，所述的介质基板为长方体形状，将所述的介质基板的长度所沿方向作为前后方向，宽度所沿方向作为左右方向，高度所沿方向作为上下方向，所述的介质基板的长度小于其宽度，将使所述的介质基板呈左右对称的平面称为第一对称面，将使所述的介质基板呈前后对称的平面称为第二对称面，所述的辐射贴片包括附着在所述的介质基板上端面的四个矩形金属贴片，将该四个矩形金属贴片分别称为第一矩形贴片、第二矩形贴片、第三矩形贴片和第四矩形贴片；所述的第一矩形贴片的长度沿前后方向，宽度沿左右方向，厚度沿上下方向，所述的第一矩形贴片的右端面位于所述的第一对称面的左侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形贴片的左端面位于所述的介质基板的左端面所在平面的右侧，并且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形贴片的前端面位于所述的第二对称面的前侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形贴片的前端面位于所述的介质基板的前端面所在平面的后侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形贴片的后端面位于所述的第二对称面的后侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形贴片的后端面位于所述的介质基板的后端面所在平面的前侧，且两者之间具有一段距离；所述的第一矩形贴片上开设有一个矩形开口，将该矩形开口称为第一矩形槽，所述的介质基板的上端面在所述的第一矩形槽处暴露出来，所述的第一矩形槽的长度沿前后方向，宽度沿左右方向，厚度沿上下方向，所述的第一矩形槽的后端面位于所述的第一矩形贴片的后端面的前侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形槽的右端面位于所述的第一矩形贴片的右端面的左侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形槽的前端面位于所述的第二对称面的后侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形槽的左端面位于所述的第一矩形贴片的左端面的右侧，且两者之间具有一定距离；所述的第二矩形贴片的长度沿前后方向，宽度沿左右方向，厚度沿上下方向，所述的第二矩形贴片位于所述的第一矩形贴片的后侧，所述的第二矩形贴片的前端面与所述的第一矩形贴片的后端面连接且呈贴合状态，所述的第二矩形贴片的长度小于所述的第一矩形贴片的长度，所述的第二矩形贴片的右端面与所述的第一矩形贴片的右端面位于同一平面上，所述的第二矩形贴片的后端面与所述的介质基板的后端面位于同一平面上；所述的第三矩形贴片的长度沿前后方向，宽度沿左右方向，厚度沿上下方向，所述的第三矩形贴片位于所述的第二矩形贴片的右侧，所述的第三矩形贴片的左端面与所述的第二矩形贴片的右端面连接且呈贴合状态，所述的第三矩形贴片的右端面位于所述的第一对称面的右侧，且两者之间具有一段距离，所述的第三矩形贴片的前端面位于所述的第二矩形贴片的前端面的后侧，且两者之间具有一段距离，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦琦，赵国华，吴凯晟，陈益，陈振中，许高明，华昌洲，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：