[發明專利]一種采用耦合矩陣合成的直接耦合濾波放大器

在審

• 申請號: 201910756404.6
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110474613A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 劉玉懷;高楊;禹暢游;霍青鴿;王芳
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: H03H1/00
• 分類號: H03H1/00;G06F17/50;H01P1/203;H01P7/08
• 代理公司: 41142 鄭州裕晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 徐志威<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及一種采用耦合矩陣合成的直接耦合濾波放大器，包括基板、附著在基板上表面的帶通微帶濾波器、傳輸線、晶體管，所述傳輸線包括傳輸線輸入線和傳輸線輸出線，所述帶通微帶濾波器包括第一諧振器和第二諧振器，所述晶體管位于所述第二諧振器的右側，所述晶體管的陰極通過中間連接帶與第六微帶線連接，所述傳輸線輸入線與第一微帶線相連，所述傳輸線輸出線與晶體管的陽極連接，所述傳輸線輸出線上垂直連接有三通帶；本發明采用單晶體管諧振器結構，采用直徑耦合的方式，消除了過渡結構，降低了電路的復雜性，使得濾波器和放大器可以以緊湊的方式直接設計、減小了電路的尺寸，同時也減少額外中間網絡的損耗，此外還降低了電路成本以及重量。

技術領域

本發明屬于濾波放大器技術領域，具體涉及一種采用耦合矩陣合成的直接耦合濾波放大器。

背景技術

放大器是各種電子系統中必不可少的電子元件，在微波系統中，放大器通常設置在濾波器之后，濾波器用于選擇所需的頻率和抑制其他頻率。放大器設計技術和制造工藝通常取決于其類別和應用。通常通過對放大器的輸入和輸出阻抗匹配來實現最大功率增益和最佳噪聲系數，或兩者兼顧。傳統的匹配技術多是基于微波電路分析：例如，在晶體管的輸入和輸出中采用單CPW線路短截線作為匹配電路；在Ku波段低噪聲波導放大器中，采用階躍脊作為片上晶體管的過渡和匹配結構；在同軸波導中采用對置鰭線陣列來設計GaAsMMIC放大器。匹配電路給出帶通濾波器特性，允許晶體管在某些頻率下工作。然而，獨立設計的轉換和匹配電路將導致額外的損耗且使電路更加復雜。

一些濾波器和晶體管通過阻抗/導納變壓器集成，四分之一波長阻抗變換器用于匹配晶體管的復數值阻抗，用耦合線設計來替代等效傳輸線網絡以實現匹配功能。傳統的各種設計方法的相似之處在于，匹配電路是基于它們的等效電路建模的。有源微波濾波器由有源阻抗/導納逆變器或有源諧振器構成。對于這些濾波放大器，每個單元(有源逆變器或諧振器)都由晶體管構成。這些多晶體管諧振器結構較為復雜，額外的匹配電路和端口到端口接口增加了損耗以及電路復雜性，不利于電路的尺寸和重量的減小。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種電路結構簡單且體積小的采用耦合矩陣合成的直接耦合濾波放大器。

本發明的技術方案如下：

一種采用耦合矩陣合成的直接耦合濾波放大器，包括基板、附著在基板上表面的帶通微帶濾波器、傳輸線、晶體管，所述傳輸線包括傳輸線輸入線和傳輸線輸出線，所述帶通微帶濾波器包括第一諧振器和第二諧振器，所述第一諧振器包括依次連接成“U”型結構的第一微帶線、第二微帶線和第三微帶線，所述第二諧振器包括依次連接成“U”型結構的第四微帶線、第五微帶線和第六微帶線，所述第一諧振器與所述第二諧振器依次間隔排列，所述第一諧振器的開口向上，所述第二諧振器開口向下，所述第一諧振器的一邊通過耦合間隙與第二諧振器的一邊耦合；

所述晶體管位于所述第二諧振器的右側，所述晶體管的陰極通過中間連接帶與第六微帶線連接，所述傳輸線輸入線與第一微帶線相連，所述傳輸線輸出線與晶體管的陽極連接，所述傳輸線輸出線上垂直連接有三通帶。

進一步的，所述采用耦合矩陣合成的直接耦合濾波放大器還包括附著在基板上的第一扇區和第二扇區；所述第一扇區位于所述晶體管的左下方且通過第一偏置帶與所述中間連接帶連接，所述第二扇區位于所述晶體管的右上方且通過第二偏置帶與所述傳輸線輸出線連接。

進一步的，所述第一偏置帶與所述中間連接帶垂直，所述第一連接帶與第一偏置帶垂直，所述第二偏置帶與所述傳輸線輸出線垂直，所述第二連接帶與所述第二偏置帶垂直。

進一步的，所述采用耦合矩陣合成的直接耦合濾波放大器還包括附著在基板上的第一焊盤和第二焊盤，所述第一焊盤設置在所述第一偏置帶的一側，所述第一焊盤通過第一連接帶連接在第一扇區與第一偏置帶的連接處，所述第二焊盤設置在所述第一偏置帶的一側，所述第二焊盤通過第二連接帶連接在第二扇區與第二偏置帶的連接處。