[發明專利]用于雙頻放大器的諧波抑制型枝節匹配網絡

無效

• 申請號: 201010100775.8
• 申請日: 2010-01-25
• 公開（公告）號: CN101789767A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 劉元安;劉鑫;黎淑蘭;樓建全;于翠屏;蘇明;賀慶;武杰;吳利輝
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H03H7/01
• 分類號: H03H7/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及用于無線通信技術領域的射頻放大器匹配設計。

背景技術

在無線通信的收發信機結構中，射頻放大器是其中不可或缺的重要組成部分。尤其是對于蜂窩移動通信系統來說，功率放大器占據著移動通信基站的成本和耗電量的很大比例。由于多數無線通信系統通常工作在兩個或兩個以上的工作頻率上，通常需要設計多套電路來完成射頻信號的發射和接收。為有效的減小收發信機的尺寸，降低射頻前端設備的成本和功耗，一些雙頻微波器件被設計出來。這些器件可以在兩個頻段內同時工作，可達到縮小體積、降低成本的目的。

目前的雙頻器件研究當中，無源器件居多，如功分器、耦合器等。雙頻無源器件的設計基礎是雙頻匹配理論。然而，無源器件的匹配僅需要完成固定的實數阻抗之間的阻抗變換即可。對于大多數有源器件來說，待匹配的負載阻抗為復數阻抗。另外，在不同的頻點處，其負載阻抗可能是不同的。因此，設計可用于隨頻率變化的復數負載阻抗的雙頻的匹配結構是實現雙頻有源器件的基礎。

通過對現有的專利和論文搜索發現，當前的很多雙頻匹配技術在放大器設計方面存在著一定的不足。一種雙頻放大器的實現方法是采用傳輸支路轉換裝置在兩套不同的匹配裝置之間切換。這種方法不能實現兩個頻點的同時匹配和工作，且仍由兩套匹配網絡組成，僅節省了晶體管的尺寸和成本。其次，出現了一些采用多種分立元件雙頻匹配的方法。分立元件匹配網絡的結構復雜，功率容量小，適用頻段低，不適用于高頻和大功率放大器的設計和實現。另外，還出現了基于微帶線的匹配網絡結構，具有三段傳輸線和兩段短路枝節，結構復雜，尺寸較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于無線通信的射頻放大器匹配網絡，使得放大器可以在兩個頻段上同時工作。匹配電路具有諧波抑制特性，可以抑制兩個頻率的諧波輸出。

本發明通過以下技術方案實現：一種微帶線匹配網絡，包括有微帶傳輸線TL₁，微帶傳輸線TL₂，開路枝節OS。

所述的微帶傳輸線TL₁，其功能是將在兩個頻點處不同的負載阻抗轉換為兩個相互共軛的輸入阻抗。即：設定Z_L2為從TL₂向TL₁看到的輸入阻抗，則TL₁的設計滿足Z_L2|_f1＝(Z_L2|_f2)^*。

所述的微帶傳輸線TL₂，其功能是將在兩個頻點處相互共軛的輸入阻抗Z_L2轉換為輸入電導等于系統阻抗的倒數(1/Z₀)，且輸入電納互為相反數關系。即：設定Y_L1為從OS向T_L2看到的輸入電導，B_L1為從OS向TL₂看到的輸入電納，則TL₂的設計滿足Y_L1|_f1＝Y_L1|_f2＝1/Z₀，且B_L1|_f1＝-B_L1|_f2，其中Z₀為系統阻抗，在射頻系統中為50Ω。

所述的開路枝節OS，為終端開路的微帶短截線，其功能是消除從OS向TL₂看到的輸入電納B_L1。即：設定枝節的電納為B₃，在兩個不同的頻率f₁和f₂上，OS的設計滿足B₃|_f1＝-B_L1|_f1＝-B₃|_f2＝B_L1|_f2。

本發明是一種結構新穎、簡單、實用的雙頻段射頻放大器匹配網絡，可提供兩個頻段上對放大器晶體管輸入輸出端口的同時匹配。其主要特點是：采用傳輸線和開路枝節實現，結構簡單，幾何尺寸小；采用開路枝節結構，可以實現諧波抑制功能；采用微帶線實現，適合于大功率應用。

附圖說明

圖1是本發明用于雙頻放大器的諧波抑制型枝節匹配網絡的原理示意圖

圖2是本發明用于雙頻放大器的諧波抑制型枝節匹配網絡應用于3.45GHz/5.8GHz雙頻放大器實施例的電路示意圖