[發明專利]三頻帶射頻功率放大器及其匹配網絡的阻抗匹配方法

在審

• 申請號: 201310415178.8
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103457549A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 何松柏;王朋;侯憲允;彭瑞敏;胡哲彬;王顯飛;游飛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03F1/56
• 分類號: H03F1/56;H03F3/20
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域

本發明涉及多頻帶射頻功率放大器，尤其涉及一種三頻帶射頻功率放大器及其匹配網絡的阻抗匹配方法，屬于射頻通信技術領域。

背景技術

在當今，無線通信數據業務量急劇增長，高速數據傳輸的需求不斷擴大，但是頻譜資源日益緊張。為了解決這一矛盾，充分地利用頻譜資源，移動設備產業組織開始引入載波聚合的技術。載波聚合是通過多個載波并行傳輸上下行數據，從而把一次高速數據傳輸的頻譜壓力分散在多個頻段上，很大程度上提高了調度靈活性和頻譜利用率。以載波聚合為基礎的現代無線移動通信的標準，使多頻帶的功率放大器得到了來自學術界和工業界的廣泛關注。

對于需要同時滿足多個相距較遠的通信頻帶的功放來說，很難保證功放在整個帶寬內都能夠很好匹配，并具有較高的輸出效率。

多頻帶功率放大器可以很好解決這個問題，它既可以保證在每個工作頻帶內都有最佳匹配，又降低了工作頻段的相對帶寬壓力，又有利于縮減無線通信的硬件成本。

多頻帶功率放大器需要工作在多個不同的頻帶內，而在每一個頻帶內，射頻功率放大器都需要一個復數負載阻抗來使性能達到最優。如何把一個確定值的負載電阻通過一個匹配網絡在多個頻帶內都能轉換成各自所需的復阻抗成為一個核心問題，目前還沒有特別有效的技術手段。

發明內容

本發明的目的之一，是提供一種三頻帶射頻功率放大器匹配網絡的阻抗匹配方法，其技術方案是：

一種三頻帶射頻功率放大器匹配網絡的阻抗匹配方法，所述射頻功率放大器由功率放大管及其輸入匹配網絡、輸出匹配網絡組成，所述輸入匹配網絡使功率放大管在每個頻帶內都有合適的電壓駐波比，所述輸出匹配網絡對功率放大器進行功率匹配，使其在每個頻帶內都能得到最大輸出功率；所述輸入匹配網絡、輸出匹配網絡的阻抗是復數阻抗，都具有一個實部和一個虛部，該復數阻抗的匹配方法是：將輸入匹配網絡、輸出匹配網絡并聯，只匹配輸入匹配網絡復數阻抗的實部，不匹配虛部；只匹配輸出匹配網絡復數阻抗的虛部，不匹配實部，步驟是：

(1)用“十”字型網絡匹配輸入匹配網絡復數阻抗的實部，匹配過程中，會在某一頻率(頻帶?)產生一個虛部；

(2)利用四分之一開路短截線可以屏蔽與其并聯網絡在對應頻點上對導納的影響的特性，逐個匹配輸出匹配網絡復數阻抗在每一頻帶的虛部，匹配時，對步驟(1)產生的虛部進行補償。

所述步驟(1)的詳細步驟是：

設對功率管進行負載牽引時，在頻率f₁，f₂，f₃處所需的導納分別為G(f₁)+jB(f₁)，G(f₂)+jB(f₂)，G(f₃)+jB(f₃)，也就是輸出匹配網絡圖中在LL'平面處的導納，則在JJ’平面向右看的導納在f₁，f₂，f₃處的導納分別為G(f₁)，G(f₂)+jQ，G(f₃)，四分之一波長傳輸線用導納形式表示為：其ABCD傳輸矩陣為：