海南S波段宽带功率放大器设计

    本实用新型涉及场效应晶体管射频功率放大器和集成电路领域，特别是针对射频微波收发机末端的发射模块应用的一种二路分布式高增益宽带功率放大器。背景技术：随着无线通信系统和射频微波电路的快速发展，射频前端收发器也向高性能、高集成、低功耗的方向发展。因此市场迫切的需求发射机的射频与微波功率放大器具有高输出功率、高增益、高效率、低成本等性能，而集成电路正是有望满足该市场需求的关键技术。然而，当采用集成电路工艺设计实现射频与微波功率放大器芯片电路时，其性能和成本受到了一定制约，主要体现：(1)宽带高增益放大能力受限：传统单晶体管收到增益带宽积的影响，需要增益才能获得超宽带放大能力，因此，宽带高增益放大能力受到严重的限制。(2)宽带高功率放大能力受限：半导体工艺中晶体管的特征频率越来越高，由此带来了低击穿电压从而限制了单一晶体管的功率容量。为了获得高功率能力，往往需要多路晶体管功率合成，但是由于多路合成网络的能量损耗导致功率放大器的效率比较低，电路无法满足低功耗或者绿色通信需求。常见的超宽带高功率放大器的电路结构有很多，典型的是传统分布式放大器，但是，传统分布式放大器要同时满足各项参数的要求十分困难。能讯通信专注于各类射频功放、宽带功放产品的研发生产。海南S波段宽带功率放大器设计

    其可重构性通过以下详细方式实现：各模块中hemt器件栅极施加高电压时导通，低电压时截止。当需要工作在宽带大功率模式时，超宽带低功率放大器模块300偏置掉电，宽带大功率放大器模块200偏置上电，同时第三场效应管f3截止、第四场效应管f4导通，输入可重构匹配网络模块100重构为大功率输入匹配网络101，同时场效应管f1截止、第二场效应管f2导通，输出可重构匹配网络模块400重构为大功率输出匹配网络401，信号由外部射频输入端rf_in输入到输入可重构匹配网络模块100进入宽带大功率放大器模块200放大后，由输出可重构匹配网络模块400到射频输出端rf_out输出，从而整个放大器工作在宽带大功率模式。当需要工作在超宽带低功率线性放大模式时，超宽带低功率放大器模块300偏置上电，宽带大功率放大器模块200偏置掉电，同时第四场效应管f4截止、第三场效应管f3导通，输入可重构匹配网络模块100重构为低功率输入匹配网络102，同时第二场效应管f2截止、场效应管f1导通，输出可重构匹配网络模块400重构为低功率输出匹配网络402。信号由外部射频输入端rf_in输入到输入可重构匹配网络模块100进入超宽带低功率放大器模块300放大后，由输出可重构匹配网络模块400到射频输出端rf_out输出。广东U段宽带功率放大器检测技术如果频率太高或者太低，运放对信号放大时会有很大的失真。

    上述方案的有益效果是：本实用新型采用的三堆叠自适应放大网络、二维行波放大结构具有超宽带频响特性和简化的串联分压结构，使得整个功率放大器获得了良好的宽带、高增益、高效率和高功率输出能力，同时供电网络简易。进一步的，输入功分网络输入端连接微带线tl1,微带线tl1的另一端连接微带线tl2和微带线tl3，微带线tl2的另一端连接输入功分网络的输出端，微带线tl3的另一端连接输入功分网络的第二输出端。上述进一步方案的有益效果是：本实用新型输入功分网络可以在结构上实现功率等分，同时微带线长度可以根据电路结构的版图需要而调整。进一步的，输入人工传输线和第二输入人工传输线组成输入功分网络，其中第j输入人工传输线的输入端连接微带线tloj,微带线tloj的另一端连接第j输入人工传输线的输出端和微带线tlpj,微带线tlpj的另一端连接第j的第二输出端和微带线tlqj,微带线tlqj的另一端连接电阻rgj,电阻rgj的另一端连接微带线tlgj,微带线tlgj的另一端连接接地电容cgj,其中j＝1、2,微带线tlg1的和接地电容cg1的连接节点还连接偏置电压vg。上述进一步方案的有益效果是：本实用新型采用的至第四高增益三堆叠自适应放大网络中采用的电路是三堆叠场效应管。

    所述电阻r1与电容c1串联连接，所述电阻r1的上端接场效应管q2的栅极，电容c1的下端接地，电阻r1、电容c1串联接地的结构设计保证了放大单元的稳定性。所述电阻r1、电容c1之间连接有第二栅极偏置电路。所述输入阻抗匹配网络包括依次串联连接的隔直电容c2、微带线tl1、微带线tl2、微带线tl3、微带线tl4、微带线tl5、微带线tl6、微带线tl7、微带线tl8、电阻r2、电容c3，所述电容c2的左端为信号输入端，电容c3的右端接地，每2个微带线之间(微带线tl1与微带线tl2之间，微带线tl2与微带线tl3之间，微带线tl3与微带线tl4之间，微带线tl4与微带线tl5之间，微带线tl5与微带线tl6之间，微带线tl6与微带线tl7之间，微带线tl7与微带线tl8之间)为输入阻抗匹配网络的输出端，分别连接7个放大单元中场效应管q1的栅极，所述电阻r2为标准输出阻抗50欧姆。所述输出阻抗匹配网络包括依次串联连接的电容c4、电阻r3、微带线tl9、微带线tl10、微带线tl11、微带线tl12、微带线tl13、微带线tl14、微带线tl15、微带线tl16、隔直电容c5，所述电容c4的左端接地，电容c5的右端为信号输出端，每2个微带线之间(微带线tl9与微带线tl10之间，微带线tl10与微带线tl11之间，微带线tl11与微带线tl12之间。只以繁琐的调谐去进行功率放大的谐振式功率放大器，在一定程度上不能满足现代通信发展要求。

    虽然图11的超宽带低功率放大器模块300和图10的宽带大功率放大器模块200均采用了中间级匹配网络210，但其具体电路构成有所差异，本领域基础技术人员可根据所属电路的输入输出需要进行设计。同样地，图11的超宽带低功率放大器模块300和图10的宽带大功率放大器模块200中采用的第二中间级匹配网络220的具体电路也可以根据所属电路的输入输出需要进行设计。超宽带低功率放大器模块300的输入信号经过级放大器即第十二ganhemt管芯p12放大后，通过中间级匹配网络210输入到第二级放大器即第十三ganhemt管芯p13放大后，再通过第二中间级匹配网络220输入到第三级放大器即第十四ganhemt管芯p14放大后输出，后续进入输出可重构匹配网络模块400进一步处理。本实施例中超宽带低功率放大器模块300采用6~18ghz超宽带低功率线性放大器，输出功率28dbm。因此，供电控制模块500可以为输入可重构匹配网络模块100和输出可重构匹配网络模块400中并联hemt器件的栅极提供外部控制电压，以及为两路放大器即宽带大功率放大器模块200和超宽带低功率放大器模块300中各级管芯栅极、漏极提供外部偏置电压。本发明提供的宽带可重构功率放大器为大动态范围宽带可重构放大器。而宽带功率放大器指的是，带宽很宽的运放，也就是频率很小或者很大的信号都能完美地进行放大。广东U段宽带功率放大器检测技术

用 于射频功放输出；发射机的输出功率检测；射频测试系统检测；发射机到天线端的反射功率检测等。海南S波段宽带功率放大器设计

    并且场效应管f1和第二场效应管f2的栅极连接至供电控制模块500，由供电控制模块500提供外部控制电压。其中场效应管f1和第二场效应管f2推荐为hemt（highelectronmobilitytransistor，高电子迁移率晶体管）器件。大功率输出匹配单元410可以包括：电感l1至第五电感l5、电容c1至第三电容c3。电感l1、第三电感l3、第四电感l4、第五电感l5和第三电容c3依次串联在大功率输出匹配单元410的输入端与输出端之间；电感l1和第三电感l3之间的节点通过第二电感l2接地，第三电感l3和第四电感l4之间的节点通过电容c1接地，第四电感l4和第五电感l5之间的节点通过第二电容c2接地。应该说明地是，图4为原理图，大功率输出匹配单元410实际通过相同拓扑的并联结构连接至宽带大功率放大器模块200的寄生输出参考面，即与宽带大功率放大器模块200的输出级各场效应管漏极相连，例如后续实施例中第四ganhemt管芯p4至第十一ganhemt管芯p11的漏极相连。低功率输出匹配单元420可以包括：第六电感l6至第八电感l8、第四电容c4；第六电感l6、第四电容c4和第八电感l8串联在低功率输出匹配单元420的输入端和输出端之间；第六电感l6和第四电容c4之间的节点通过第七电感l7接地。海南S波段宽带功率放大器设计

能讯通信科技（深圳）有限公司是一家产 品 分 别 10KHz ～ 18GHz 频 带 有 百 余 种 射 频 功 放 产 品 ,10W、50W、100W、200W 及各类开关 LC 滤波器（高低通滤波器）宽带双定向耦合器系列产品。功放整机 。的公司，致力于发展为创新务实、诚实可信的企业。能讯通信拥有一支经验丰富、技术创新的专业研发团队，以高度的专注和执着为客户提供射频功放，宽带射频功率放大器，射频功放整机，无人机干扰功放。能讯通信不断开拓创新，追求出色，以技术为先导，以产品为平台，以应用为重点，以服务为保证，不断为客户创造更高价值，提供更优服务。能讯通信始终关注自身，在风云变化的时代，对自身的建设毫不懈怠，高度的专注与执着使能讯通信在行业的从容而自信。