[發明專利]超頻寬放大器及其設計方法

在審

• 申請號: 201410239556.6
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103986428A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 韓科鋒;任啟明;雷良軍
• 申請（專利權）人: 無錫中普微電子有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 龐聰雅

1.一種超頻寬放大器，其特征在于，其包括：

功率放大單元，用于對射頻輸入信號進行功率放大；

連接于所述功率放大單元的輸出端或/和輸入端的超頻寬阻抗匹配電路，

所述阻抗匹配電路包括初級線圈、與初級線圈互感耦合的次級線圈、與初級線圈并聯的初級調諧電容和與次級線圈并聯的次級調諧電容，初級線圈的兩端作為射頻信號輸入端，次級線圈的兩端作為射頻信號的輸出端，

通過配置初級線圈的自感系數、次級線圈的自感系數、初級線圈與次級線圈的互感系數、初級調諧電容的電容值、次級調諧電容的電容值，使得所述阻抗匹配電路具有第一互諧振頻點和第二互諧振頻點，所述阻抗匹配電路在第一互諧振頻點和第二互諧振頻點之間的整個頻帶的插損均小于3dB。

2.根據權利要求1所述的超頻寬放大器，其特征在于，

基于負載的阻抗匹配比例確定初級線圈和次級線圈的自感系數比例；

根據負載和帶寬要求初步確定阻抗匹配電路的有載Q值；

基于該自感系數比例以及有載Q值選定初級線圈和次級線圈的自感系數；

基于超頻寬放大器的最小工作頻率、初級線圈和初級調諧電容的自諧振頻點、次級線圈和次級調諧電容的自諧振頻點確定初級調諧電容和次級調諧電容的電容值；

基于超頻寬放大器的最大工作頻率和所述阻抗匹配電路的第二諧振頻點確定所述互感系數。

3.根據權利要求1所述的超頻寬放大器，其特征在于，初級調諧電容和次級調諧電容為可切換電容。

4.根據權利要求1所述的超頻寬放大器，其特征在于，

所述超頻寬放大器的相對帶寬f_BW大于等于50％，

其中f_BW＝(f_H-f_L)/f_C，f_C＝(f_H+f_L)/2，f_L為所述超頻寬放大器的最小工作頻率，f_H為所述超頻寬放大器的最大工作頻率。

5.根據權利要求1所述的超頻寬放大器，其特征在于，

有載Q值＝R_L/(2π*f_L*L₂),R_L為負載阻抗，L₂為次級線圈的自感系數，f_L為所述超頻寬放大器的最小工作頻率。

6.一種如權利要求1所述的超頻寬放大器的設計方法，其特征在于，其包括：

基于負載的阻抗匹配比例確定初級線圈和次級線圈的自感系數比例，根據負載和帶寬要求初步確定阻抗匹配電路的有載Q值，確定超頻寬放大器的最小工作頻率和最大工作頻率；

基于所述自感系數比例以及有載Q值選定初級線圈和次級線圈的自感系數；

確定初級調諧電容和次級調諧電容的電容值，使得初級側的自諧振頻點以及次級側的自諧振頻點均位于最小工作頻率附近；

估算互感系數的值，使得所述阻抗匹配電路的第二互諧振頻點位于最大工作頻率附近；

根據得到的一組配置參數仿真所述阻抗匹配電路的頻率響應特性，所述一組配置成參數包括初級線圈的自感系數、次級線圈的自感系數、初級線圈與次級線圈的互感系數、初級調諧電容的電容值、次級調諧電容的電容值；

不斷重復上述步驟直到頻率響應特性符合設計要求。

7.根據權利要求6所述的設計方法，其特征在于，所述設計要求至少包括所述阻抗匹配電路在第一互諧振頻點和第二互諧振頻點之間的整個頻帶的插損均小于3dB。

8.根據權利要求6所述的設計方法，其特征在于，所述設計要求至少還包括：所述超頻寬放大器的相對帶寬f_BW大于等于50％，

其中f_BW＝(f_H-f_L)/f_C，f_C＝(f_H+f_L)/2，f_L為所述超頻寬放大器的最小工作頻率，f_H為所述超頻寬放大器的最大工作頻率。

9.根據權利要求6所述的設計方法，其特征在于，初級調諧電容和次級調諧電容為可切換電容。

10.根據權利要求6所述的設計方法，其特征在于，

有載Q值＝R_L/(2π*f_L*L₂),R_L為負載阻抗，L₂為次級線圈的自感系數，f_L為所述超頻寬放大器的最小工作頻率。