[發明專利]一種小型化E類高效功率放大器匹配電路

在審

• 申請號: 201710247656.7
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN108736854A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 馬建國;成千福;劉暢;朱守奎;傅海鵬
• 申請（專利權）人: 天津大學（青島）海洋工程研究院有限公司
• 主分類號: H03H7/40
• 分類號: H03H7/40;H03F3/217
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種小型化E類高效功率放大器匹配電路，晶體管的輸出端由電長度為的傳輸線；用于尺寸縮小的電長度為的傳輸線；并聯于電長度為傳輸線兩側的電容C及晶體管偏置電路構成；小型化E類高效功率放大器匹配電路位于晶體管輸出端和負載阻抗之間，偏置電路由電源V_bb到晶體管基極的電路和電源V_cc到晶體管集電極的電長度為傳輸線電路組成；功率放大結構為共射極的功放管，功放管的輸入端為基極，輸出端為集電極，該匹配電路很大程度上縮小了電路尺寸、節省了電路成本，便于在更大程度，更廣范圍上進行基波阻抗匹配。

技術領域

本發明涉及無線通信功放技術領域，尤其涉及一種小型化E類高效功率放大器匹配電路。

背景技術

目前，隨著無線通信技術的飛速發展，對無線收發器的性能要求越來越高。功率放大器作為發射機中的最后一級，很大程度上影響了整個收發機的整體性能。對于功率放大器來說，要想實現最大的功率傳輸，必須使得負載阻抗與波源阻抗相匹配，即在波源和負載之間插入一個無源匹配網絡。這個匹配網絡不僅可以減小功率損耗，而且還可減小噪聲干擾，提高功率容量及改善頻率響應的線性度等等。

傳統的基波匹配電路是L型網絡，即用兩個集總元件的串聯、并聯來實現匹配。雖然這種L型網絡比較簡單、容易實現，但其匹配存在匹配禁區，并且頻率響應比較差。因此這種L型匹配只適合用于窄帶匹配網絡。另一種傳統的基波匹配電路是T型和型網絡，雖然增加了一個元件，但會降低電路的品質因數，因此電路帶寬會增大。

對于基波匹配電路，文獻[1]給出了一種新型的基波匹配電路的方法。成功將電長度為傳輸線帶入到人們的視野當中，為本發明的創新提供了理論基礎。本發明結合文獻[1]的電路結構及文獻[2]提供的電路結構創新性的提出了一種新型小型化高效功率放大器匹配電路。另一方面，文獻[3]通過理論推導首次證明了E類功放的可實現性。而文獻[4]則首次通過微帶線實現了E類功率放大器。本發明結合E類功放的阻抗特點和尺寸縮小匹配電路的特點，創新性的把兩者結合起來，提出了一種小型化E類高效功率放大器匹配電路。在保持E類高效功率放大器基波匹配和晶體管漏端封裝參考面二次諧波阻抗∞特點的同時，不僅極大程度上減小電路尺寸，節省了電路成本，便于在更大程度，更廣范圍上進行基波阻抗匹配。同時尺寸縮小也有利于電路版圖的實現。

【參考文獻】

[1] V. J. Tyler. “A New High-efficiency High Power Amplifier” [J] MarconiRev. 1958， 21(130): 96-109。

[2] Tetsuo hirota， “Reduced-Size Branch-Line and Rat-Race Hybrids forUniplanar MMIC's”IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques VOL.38， NO. 3. MARCH 1990。

[3]F. H. Raab， “Idealized operation of the class E tuned poweramplifier，” IEEE Trans. Circuits Syst.， VOL. CAS-25， PP. 725–735， DEC. 1977。

[4] Andrew J. Wilkinson and Andrew J. Wilkinson， Transmission-LineLoad-Network Topology forClass-E Power Amplifiers” IEEE Transactions onMicrowave Theory and Techniques， VOL. 49， NO. 6， JUNE 2001。

發明內容

一種小型化E類高效功率放大器匹配電路，很大程度上縮小了電路尺寸、節省了電路成本，便于在更大程度，更廣范圍上進行基波阻抗匹配。