[發(fā)明專利]一種二維分布型共源共基功率放大器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911398226.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN110932688A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林倩;鄔海峰
• 申請（專利權(quán)）人: 青海民族大學(xué)
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217
• 代理公司: 成都創(chuàng)新引擎知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51249
• 代理人: 羅麗

本發(fā)明公開了一種二維分布型共源共基功率放大器，包括輸入隔直網(wǎng)絡(luò)、第一CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)、第二CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)、CB放大器線性偏置網(wǎng)絡(luò)、輸出CSCB人工傳輸線合成網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明核心架構(gòu)采用CSCB(共源共基)分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)在微波段的高功率、高增益特性，同時(shí)利用二維合成分布型放大器的超寬帶頻響特性和簡化的串聯(lián)分壓結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)功率放大器獲得了良好的寬帶、高增益、高效率和高功率輸出能力，同時(shí)供電網(wǎng)絡(luò)簡易。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻功率放大器和集成電路領(lǐng)域，特別是針對射頻微波收發(fā)機(jī)末端的發(fā)射模塊應(yīng)用的一種二維分布型共源共基功率放大器。

背景技術(shù)

隨著無線通信系統(tǒng)和射頻微波電路的快速發(fā)展，射頻前端收發(fā)器也向高性能、高集成、低功耗的方向發(fā)展。因此市場迫切的需求發(fā)射機(jī)的射頻與微波功率放大器具有高輸出功率、高增益、高效率、低成本等性能，而集成電路正是有望滿足該市場需求的關(guān)鍵技術(shù)。

然而，當(dāng)采用集成電路工藝設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)射頻與微波功率放大器芯片電路時(shí)，其性能和成本受到了一定制約，主要體現(xiàn)：

(1)高功率、高效率能力受限：傳統(tǒng)功率放大器采用多路并聯(lián)合成結(jié)構(gòu)，或者是分布式結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)的合成效率有限，導(dǎo)致一部分功率損耗在合成網(wǎng)絡(luò)中，限制了高功率、高效率能力。

(2)低功耗、高增益放大能力受限：傳統(tǒng)單端共源晶體管的功率放大器受到晶體管寄生參數(shù)的影響，在高頻工作時(shí)增益較低，同時(shí)功率能力大大受限，實(shí)現(xiàn)低功耗的難度較大。

常見的高增益、高功率放大器的電路結(jié)構(gòu)有很多，最典型的是多級、多路合成單端功率放大器，但是，傳統(tǒng)多級、多路合成單端功率放大器要同時(shí)滿足各項(xiàng)參數(shù)的要求十分困難，主要是因?yàn)椋?/p>

①傳統(tǒng)多級、多路合成單端功率放大器采用多路并聯(lián)合成結(jié)構(gòu)時(shí)的輸出阻抗較低，因此輸出合成網(wǎng)絡(luò)需要實(shí)現(xiàn)高阻抗變換比的阻抗匹配，這樣往往需要犧牲放大器的增益、降低功率，因此限制了高功率、高效率能力。

②傳統(tǒng)基于有源變壓器合成網(wǎng)絡(luò)的放大器中，放大器單元往往采用單級共源放大器或者Cascode放大器，但是這兩種放大器的增益較為有限，輸出功率受到單管的限制也比較低。

由此可以看出，基于集成電路工藝的高增益、高功率放大器設(shè)計(jì)難點(diǎn)為：高功率、高效率輸出難度較大；傳統(tǒng)單個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)或Cascode晶體管的多路合成結(jié)構(gòu)在基于有源變壓器合成網(wǎng)絡(luò)的放大器中存在很多局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種二維分布型共源共基功率放大器，包括輸入隔直網(wǎng)絡(luò)、第一CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)、第二CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)、CB放大器線性偏置網(wǎng)絡(luò)、輸出CSCB人工傳輸線合成網(wǎng)絡(luò)，核心架構(gòu)采用CSCB(共源共基)分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)在微波段的高功率、高增益特性，同時(shí)利用二維合成分布型放大器的超寬帶頻響特性和簡化的串聯(lián)分壓結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)功率放大器獲得了良好的寬帶、高增益、高效率和高功率輸出能力，同時(shí)供電網(wǎng)絡(luò)簡易。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：本發(fā)明實(shí)施例提供了一種二維分布型共源共基功率放大器，其特征在于，包括輸入隔直網(wǎng)絡(luò)、第一CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)、第二CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)、CB放大器線性偏置網(wǎng)絡(luò)、輸出CSCB人工傳輸線合成網(wǎng)絡(luò)；

進(jìn)一步的，輸入隔直網(wǎng)絡(luò)的輸入端為整個(gè)功率放大器的輸入端，其輸出端同時(shí)與第一CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)和第二CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接；

第一CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)的第一、二、三輸出端與輸出CSCB人工傳輸線合成網(wǎng)絡(luò)第一、二、三輸入端連接；第二CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)的第一、二、三輸出端與輸出CSCB人工傳輸線合成網(wǎng)絡(luò)第四、五、六輸入端連接；第一CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)的第四輸出端，與第二CSCB分布式功率放大網(wǎng)絡(luò)的第四輸出端，和CB放大器線性偏置網(wǎng)絡(luò)的第二輸出端，同時(shí)連接；