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一种射频超宽带高效率功率放大器的设计方法及电路.pdf

摘要
申请专利号:

CN201510991343.3

申请日:

2015.12.24

公开号:

CN105631109A

公开日:

2016.06.01

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20151224|||公开
IPC分类号: G06F17/50 主分类号: G06F17/50
申请人: 合肥师范学院
发明人: 倪春; 柴豆豆; 张量; 张鹏; 李楠; 张晓
地址: 230601 安徽省合肥市莲花路1688号合肥师范学院
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 柏尚春
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510991343.3

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2016.06.29|||2016.06.01

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种射频超宽带高效率功率放大器的设计方法及电路,包括多频点晶体管输入输出阻抗测试、最大功率传输输出阻抗匹配网络设计、宽频带输入多节阻抗匹配网络设计、输入谐波?#31181;?#32593;络和输出谐波?#31181;?#32593;络设计、晶体管偏置网络设计。所述晶体管输入输出阻抗测试技术,实现晶体管输入输出阻抗的精准计算;所述最大功率传输输出阻抗匹配网络实现晶体管阻抗匹配和最大功率传输;所述宽频带多节阻抗匹配网络,实现宽频带晶体管输入阻抗匹配;所述输入谐波?#31181;?#32593;络和输出谐波?#31181;?#32593;络设计完成在晶体管的输入端和输出端消除高次谐波影响,?#26723;?#25439;耗,提高放大器的功率附加效率;所述偏置网络设计,提供晶体管工作电压。该功率放大器可获得更高的频率带宽、输出功率和功率附加效率。

权利要求书

1.一种超宽带高效率功率放大器的设计方法,其特征在于:包括多频点晶体
管输入输出阻抗测试、最大功率传输输出阻抗匹配网络设计、宽频带输入多节阻
抗匹配网络设计、输入谐波?#31181;?#32593;络和输出谐波?#31181;?#32593;络设计、晶体管偏置网络
设计。
2.根据权利要求1所述的一种超宽带高效率功率放大器的设计方法,其特
征在于:所述多频点晶体管输入/输出阻抗测试,采用阻抗牵引迭代测试的方法,
根据晶体管的工作频率,先给定一个晶体管输入阻抗初始值,对晶体管输出功率
和功率效率进行分析,计算在最大功率传输和功率效率的条件下,晶体管输出阻
抗,然后再根据晶体管输出阻抗,进一步计算晶体管的输入阻抗,并通过迭代分
析方法,最终确定晶体管在基波、二次谐波和三次谐波频点的输入/输出阻抗。
3.根据权利要求1所述的一种超宽带高效率功率放大器的设计方法,其特
征在于:所述最大功率传输输出端阻抗匹配网络设计实现晶体管输出阻抗与终端
负载阻抗的?#26597;?#21305;配,采用微带线结构,该最大功率传输输出端阻抗匹配网络与
输出谐波?#31181;?#32593;络和晶体管漏极偏置网络融合。
4.根据权利要求1所述的一种超宽带高效率功率放大器的设计方法,其特
征在于:所述宽频带输入多节阻抗匹配网络设计实现晶体管输入阻抗与源阻抗的
?#26597;?#21305;配,采用混合集总参数和传输线元件的匹配网络,该混合集总参数和传输
线元件的匹配网络与输入谐波?#31181;?#32593;络和晶体管栅极偏置网络融合。
5.根据权利要求1所述的一种超宽带高效率功率放大器的设计方法,其特
征在于:所述输入谐波?#31181;?#32593;络和输出谐波?#31181;?#32593;络设计,采用并联的终端开路
的微带传输线谐波?#31181;?#32593;络,在晶体管的输入端和输出端分别对二次谐波和三次
谐波进行?#31181;啤?br />
6.根据权利要求1或5所述的一种超宽带高效率功率放大器的设计方法,
其特征在于:所述晶体管偏置网络设计提供晶体管工作电压包括晶体管漏极偏置
网络和晶体管栅极偏置网络,均采用微带线结构,晶体管漏极偏置网络完成对输
出端三次谐波的?#31181;疲?#26230;体管栅极偏置网络完成对输入端三次谐波的?#31181;?晶体
管漏极偏置网络与输出谐波?#31181;?#32593;络融合,晶体管栅极偏置网络与输入谐波?#31181;?br />网络融合。
7.采用权利要求1所述的一种超宽带高效率功率放大器的设计方法的电路,
其特征在于:包括晶体管、晶体管输入端网络结构和晶体管输出端网络结构,所
述晶体管输入端网络结构按照信号输入方向依次包括形成高通匹配网络的输入
阻抗匹配网络、用于消除输入信号的谐波分量的输入端谐波?#31181;?#32593;络和用于控制
晶体管栅极电压的晶体管栅极偏置网络;所述晶体管输出端网络结构按照信号输
出方向依次包括提供晶体管直流工作电压的晶体管漏极偏置网络、对晶体管输出
端谐波进行?#31181;频?#36755;出谐波?#31181;?#32593;络和用于在工作频率将输出谐波?#31181;?#32593;络的
阻抗与负载阻抗进行匹配的输出阻抗匹配网络,所述晶体管栅极偏置网络兼容于
输入端谐波?#31181;?#32593;络中,所述晶体管漏极偏置网络兼容于输出谐波?#31181;?#32593;络中。
8.根据权利要求7所述的一种超宽带高效率功率放大器电路,其特征在于:
所述输入阻抗匹配网络包括第?#23435;?#24102;传输线、第七微带传输线和第三电容,所述
第?#23435;?#24102;传输线和第七微带传输线串联,该第三电容与第?#23435;?#24102;传输线并联;所
述输入端谐波?#31181;?#32593;络包括用来控制输入端低频谐波分量的阻抗的第一微带传
输线、第二微带传输线和第三微带传输线。

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一种 射频 宽带 高效率 功率放大器 设计 方法 电路
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