[實用新型]一種功率放大系統

有效

• 申請號: 201120259537.1
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN202197251U
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 吳壁群;梁立明;吳永樂;王亮
• 申請（專利權）人: 北京瑞德艾迪科技有限公司
• 主分類號: H03F3/24
• 分類號: H03F3/24;H03F1/32
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李世喆

【技術領域】

本實用新型涉及電氣設備，特別涉及一種功率放大系統。

【背景技術】

近些年，隨著860～960MHz頻段即超高頻(UHF)遠距離射頻識別(RFID)技術的快速發展，UHF頻段讀卡器在高速公路自動收費、停車場管理等領域得到廣泛的應用。UHF頻段讀卡器的兩個關鍵性能就是讀卡距離遠和讀卡連續性好。

讀卡器系統主要由接口部分、控制部分和射頻部分等三大部分組成。其中射頻部分是整個讀卡器系統設計中最難，也是最關鍵的部分，直接決定著整個讀卡器性能的好壞。而作為射頻系統核心的射頻功率放大器的設計是射頻系統設計中最關鍵的部分，它的設計好壞直接決定著讀卡器的讀卡距離遠近，讀卡連續性的好壞這兩項主要性能。

另外，由于讀卡器系統自身的特點，對功率放大系統的設計提出了不同的要求：

首先，為了節約成本，讀卡器系統中的發射混頻器多數采用無源混頻器，無源混頻器的一個最大缺點就是混頻器輸出功率較小，即功率放大系統輸入的已調信號功率很小，一般為-10dBm左右；同時為了讀卡距離遠，克服射頻信號在空中傳輸的衰減，一般要求功率放大系統的輸出功率達到32dBm左右。加上前置級和驅動級間∏型衰減器衰減的10dB，這就要求整個功率放大系統的功率增益要達到52dB，即對功率放大系統的設計提出了高增益的要求。

其次，讀卡器的發射采用普通調幅波的調制方式，已調波的射頻包絡完全包含了讀卡器發射給卡片的全部信息，如果經放大后，產生非線性失真，導致射頻包絡丟失了部分信息，則卡片不能正確地識別讀卡器發送的信息，從而導致卡片與讀卡器之間的通信終止。這就要求功率放大系統具有良好的線性度，即對功率放大系統的設計提出了高線性度的要求。

最后，讀卡器一般工作在跳頻模式，即在一定的時間內載波頻率以250KHz為間隔從902MHz跳到928MHz。在這種工作模式下，要求讀卡器的功率放大系統帶內增益波動必須小。如果功率放大系統的帶內增益平坦度很差，則在某些頻點上輸出功率較小，這樣就會導致在這些頻點上讀卡器有可能讀不到卡或讀卡距離很近。結果，讀卡器的讀卡距離性能和讀卡連續性受到了嚴重的影響。這就要求功率放大系統具有低的增益平坦度，即對功率放大系統的設計提出了低增益平坦度的要求。

【實用新型內容】

本實用新型提供了一種功率放大系統，滿足讀卡器系統對功率放大系統的高增益、高線性度和低增益平坦度的要求。

具體技術方案如下：

一種功率放大系統，其特征在于，該功率放大系統包括：前置級功率放大器、驅動級功率放大器和末級功率放大器；

所述前置級功率放大器和驅動級功率放大器級聯；

所述末級功率放大器由兩個功率放大器并聯組成；

所述末級功率放大器一端通過正交耦合器與所述驅動級功率放大器級聯，另一端連接另一正交耦合器。

由以上技術方案可以看出，本實用新型提供的功率放大系統采用三級功率放大器，前置級功率放大器使功率放大系統達到高線性度的要求，驅動級功率放大器為功率放大系統實現高增益奠定基礎，末級功率放大器組成平衡式放大結構，使得整個功率放大系統在工作頻帶內實現了超低的增益平坦度。

【附圖說明】

圖1為本實用新型提供的功率放大系統的示意圖；

圖2為本實用新型提供的仿真優化后輸入輸出駐波比曲線圖；

圖3為本實用新型提供的功率放大系統增益平坦度的仿真曲線圖；

圖4為本實用新型提供的功率放大系統實際的增益測試曲線；

圖5為本實用新型提供的功率放大系統實際的隔離度測試曲線。

【具體實施方式】

為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述。

本實用新型提供的功率放大系統，主要針對目前廣泛應用的UHF讀卡器系統，如圖1所示，此功率放大系統可以由三級組成：前置級功率放大器101、驅動級功率放大器102和末級功率放大器103。

前置級功率放大器101采用最高線性度設計，對整個功率放大系統線性度指標的提高起著關鍵性的作用，達到低噪聲和高線性度的要求。

驅動級功率放大器102內部包含兩級級聯的放大器，用于達到高增益的要求，可實現高達27dB的增益，為整個功率放大系統實現52dB的高增益奠定了堅實的基礎。