[實用新型]一種毫米波放大器

有效

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• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206498379U
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 蔡鐘斌
• 申請（專利權(quán)）人: 綿陽博恒微波科技有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F1/32;H03F1/52;H03F3/21
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51230
• 代理人: 王正楠

技術領域

本實用新型涉及一種放大器，具體涉及一種毫米波放大器。

背景技術

最近幾年，毫米波頻段越來越多的應用于通信系統(tǒng)中，當前的無線接入方式已經(jīng)不能滿足日益增長的對傳輸速率的要求。毫米波技術以其短波長、大帶寬、超高速數(shù)據(jù)傳輸能力的特點，成為大數(shù)據(jù)無線通信的發(fā)展方向，受到學術界和工業(yè)界的普遍關注。而微電子技術的不斷發(fā)展，為實現(xiàn)小體積、高集成和低成本的集成電路提供了工藝基礎。高電子遷移率晶體管(HEMT)及異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管(HBT)已被廣泛應用于毫米波集成電路領域。無線通信系統(tǒng)離不開收發(fā)前端電路，低噪聲放大器作為接收機前端的第一個模塊電路，它的主要作用是對接收到的信號進行放大，同時抑制信號中攜帶的噪聲，提高整個接收機的靈敏度，它的噪聲、增益、回波損耗和功耗等指標將直接影響整個接收機系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。功率放大器作為發(fā)射機最重要的模塊電路之一，它的主要作用是將射頻信號進行功率放大，使信號有更遠的傳輸距離，它的輸出功率、增益、效率等性能對整個發(fā)射機系統(tǒng)有重要影響。現(xiàn)有毫米波放大器很多采用LINC原理，即輸入振幅調(diào)制信號通過DSP,產(chǎn)生兩個恒包絡，但是相位相反的正弦信號，然后經(jīng)過兩個放大器放大，最后得到線性放大的信號。這種采用了非線性失真對消方法，但是對放大器的效率會有影響。功率回退主要是因為當功放管輸出功率減小時候，功放管的自身消耗沒有變。由于功放的直流功耗依賴功放的直流工作點，因此改變直流偏置點就可以改變消耗的直流功率大小。漏極動態(tài)偏置原理相同；當輸入功率回退時，輸入功率包絡幅度減小，變換器提供給放大器的偏置電壓也在減小，那么功放對應的消耗功率也在減小。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于：針對上述由于采用功率回退法來解決線性失真而導致的功率降低的問題，本實用新型提供一種提高放大器工作效率的毫米波放大器。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種毫米波放大器，包括用于輸入毫米波包絡正弦信號的輸入模塊，與輸入模塊連接的用于將包絡信號分兩路的耦合模塊，與耦合模塊分別連接的用于將包絡波形以電壓形式輸出的毫米波檢波模塊和用于放大信號的毫米波功放模塊，與毫米波檢波模塊連接的用于將電壓信號轉(zhuǎn)換成模擬信號控制模塊(模擬信號控制模塊也就是控制模塊)，與毫米波功放模塊連接的輸出信號的輸出模塊；所述控制模塊與毫米波功放模塊連接。耦合模塊采用耦合器即可，只要能實現(xiàn)耦合功能即可；同時毫米波檢波模塊采用檢波器只要能實現(xiàn)功能即可，可以用其他替代。

本申請中主要包括毫米波功放部分和動態(tài)偏置部分。動態(tài)偏置部分主要是包括毫米波檢波模塊和控制模塊。輸入信號有耦合器分為兩路，下支路驅(qū)動毫米波功放器。上支路由毫米波檢波器輸出直流電壓，經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換后，送入控制模塊的芯片的I/O接口。控制模塊檢測到信號，查找內(nèi)部映射關系表，輸出對應的數(shù)字電壓，電壓再經(jīng)過轉(zhuǎn)換成模擬信號，饋送到功率放大器柵極，進行放大后輸出。

具體地，毫米波功放模塊采用WFD340360。該芯片采用GaAsPHEMT工藝制作而成，放大器在內(nèi)部輸入輸出端口阻抗匹配一定的電阻值(50歐)，提供好的輸入輸出電壓駐波比，并且工作在無條件穩(wěn)定狀態(tài)。

具體地，控制模塊采用芯片80C51。

具體地，毫米波功放模塊包括主芯片，與主芯片柵極連接的負壓保護電路，與主芯片漏極連接的脈沖調(diào)制電路；負壓電路的Vd連接到脈沖調(diào)制電路的Vs端；脈沖調(diào)制電路由MIC4451和與MIC4451連接的FDS4953。

由于放大器芯片受到外界感應電荷或瞬時脈沖的沖擊而損壞，尤其當柵極加負壓，而漏級正壓的情況下，極易損壞。所以需要增加負壓保護電路；其中負壓保護電路輸入端(A,B)分別與兩個電阻相連，再連接阻抗運算放大器CA3140，阻抗運算放大器CA3140再連接到三端穩(wěn)壓集成電路，再輸入到兩個連接的振蕩延時器NE555，再輸入到脈沖分配器4077，再通過繼電器輸出；繼電器輸出端與毫米波功放模塊芯片的柵極連接；其中兩個振蕩延時器NE555相連同時與阻抗運算放大器CA3140連接。當毫米波功放模塊芯片的柵極連接負壓時，則繼電器在相關作用下斷開，起到保護毫米波功放模塊芯片的作用。