[發明專利]功率合成型功率放大器及其應用

有效

• 申請號: 201210392867.7
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102882479A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 池保勇;賈海昆;王志華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

1.一種增強型WILKINSON功率合成器，其特征在于，依次由功率合成部分和阻抗轉換部分串聯而成，其中：

功率合成部分，含有：電阻R1，電容C1，第一傳輸線TL1以及第二傳輸線TL2，所述電阻R1和電容C1相并聯后連接到所述功率合成器的兩個輸入端P1和P2，所述第一傳輸線TL1和第二傳輸線TL2的一端分別連接到功率合成器的兩個輸入端P1和P2，所述第一傳輸線TL1和第二傳輸線TL2的另一端連接在一起，記為節點X，節點X連接到阻抗轉換部分的第三傳輸線TL3的一端，所述第一傳輸線TL1和第二傳輸線TL2的特征阻抗均等于輸入信號源的內阻Z₀，所述電阻R1的阻值為2Z₀，

阻抗轉換部分，由第三傳輸線TL3和電容C2構成，所述第三傳輸線TL3一端接在第一傳輸線TL1和第二傳輸線TL2相連的節點X上，另一端接在所述功率合成器的輸出端口P3上，所述電容C2一端接地，另一端接在所述功率合成器的輸出端口P3上，所述第三傳輸線TL3的特征阻抗等于輸入信號源的內阻Z₀。

2.根據權利要求1所述增強型WILKINSON功率合成器而提出的一種功率合成型功率放大器，其特征在于，由驅動放大器模塊、兩路功率可配置子功率放大器模塊以及所述增強型WILKINSON功率合成器模塊依次串聯而成。

3.根據權利要求2所述的一種功率合成型功率放大器，其特征在于，所述的功率可配置子功率放大器模塊含有：輸入匹配網絡、NMOS晶體管M1、中間級匹配網絡、NMOS晶體管M2和NMOS晶體管M3以及輸出匹配網絡，其中：

輸入匹配網絡，由電容C3，三段傳輸線TL4、TL5和TL6，電阻R2以及電容C4組成，其中：所述電容C3、傳輸線TL4、傳輸線TL5依次串接后接到NMOS晶體管M1的柵極，所述電容C3的一端接所述驅動放大器輸出端，所述傳輸線TL4和傳輸線TL5的連接點依次串接傳輸線TL6和電容C4后接地，所述傳輸線TL3和電容C4的連接點經電阻R2后接偏置電壓VB端，

NMOS晶體管M1，源級接地，

中間級匹配網絡，由三段傳輸線TL7、TL8和TL9，電容C5，電容C6，電阻R3以及電阻R4組成，其中：NMOS晶體管M1的漏極依次串接傳輸線TL7和傳輸線TL8后，再分為兩路，一路串接電容C6后接到NMOS晶體管M2的柵極，另一路串接C7后接到NMOS晶體管M3的柵極，所述傳輸線TL7和傳輸線TL8的連接點與電源VDD節點之間串接傳輸線TL9，電源VDD對地之間連接濾波電容C5，所述NMOS晶體管M2的柵極經電阻R3后接偏置電壓VB端，所述NMOS晶體管M3的柵極經電阻R4后接偏置電壓VB端，

NMOS晶體管M2和NMOS晶體管M3，源端共地，

輸出匹配網絡，由三段傳輸線TL10、TL11和TL12，電容C8和電容C9組成，其中：NMOS晶體管M2和NMOS晶體管M3的漏端相連后再依次串接所述傳輸線TL10、傳輸線TL11和電容C9后接到所述功率可配置子功率放大器模塊的輸出端OUT，所述傳輸線TL10和傳輸線TL11的連接點與電源VDD之間串接傳輸線TL12，所述電源VDD對地之間接濾波電容C8。

4.根據權利要求2所述的一種功率合成型功率放大器，其特征在于，所述的驅動放大器含有：輸入匹配網絡、NMOS晶體管M4以及輸出匹配網絡，其中：

輸入匹配網絡，由電容C10，三段傳輸線TL13、TL14和TL15，電阻R5以及電容C11組成，其中：輸入端IN依次接所述電容C10、傳輸線TL13、傳輸線TL14后接到NMOS晶體管M4的柵極，所述傳輸線TL13和傳輸線TL14的連接點依次串接傳輸線TL15和電容C11后接地，所述傳輸線TL15和電容C11的連接點經電阻R5后接偏置電壓VB端，

NMOS晶體管M4，源端接地，

輸出匹配網絡，由三段傳輸線TL16、TL17和TL18，電容C12組成，其中：NMOS晶體管M4的漏極依次串接傳輸線TL16、傳輸線TL17后接所述驅動放大器的輸出端，所述傳輸線TL16和傳輸線TL17的連接點與電源VDD之間串接傳輸線TL18，所述電源VDD對地之間接濾波電容C12。