[發(fā)明專利]一種新型S波段低成本高效率寬帶連續(xù)波功放匹配電路

在審

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• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111628734A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳超
• 申請（專利權(quán)）人: 成都微泰科技有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F3/20
• 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: 楊保剛

本發(fā)明公開了一種新型S波段低成本高效率寬帶連續(xù)波功放匹配電路，基于市面上常見的方式出現(xiàn)的弊端，為了解決上述兩種市面上S波段寬帶功放匹配電路實(shí)現(xiàn)方式的弊端，在降低成本的同時(shí)，提高產(chǎn)品一致性及可靠性。采用純微帶形式實(shí)現(xiàn)了S波段寬帶連續(xù)波功放的匹配電路網(wǎng)絡(luò)，使電路可以采用封裝集成功率器件的同時(shí)不使用一顆高頻電容。在降低了產(chǎn)品成本以及保持同等優(yōu)良電氣性能指標(biāo)的同時(shí)提高了電路的可靠性以及量產(chǎn)一致性。本申請文件，通過晶體管柵極匹配電路和晶體管漏級匹配電路配合，并且該兩個(gè)電路采用的事純微帶線電路，匹配電路實(shí)際可應(yīng)用在Cree公司的寬帶GaN功率放大管CGH40045F上，主要在2.3GHz～2.7GHz整個(gè)400MHz帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)射頻信號的放大功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于寬帶連續(xù)波功放匹配電路領(lǐng)域，涉及一種新型S波段低成本高效率寬帶連續(xù)波功放匹配電路。

背景技術(shù)

目前S波段寬帶功率放大器在通信系統(tǒng)中的需求迅速增加，現(xiàn)階段S波段功率放大器雖然有一些，但是大功率、寬頻帶的功率放大器卻很少，能夠在各方面性能指標(biāo)都滿足S波段通信系統(tǒng)要求的就更少不能夠滿足用戶高功率、寬頻帶的通信需求。有的功放射頻控制關(guān)斷電平不能滿足使用要求，還有的響應(yīng)時(shí)間不能滿足系統(tǒng)要求；有的工作帶寬不能滿足通信設(shè)備帶寬的要求；有的效率較低，體積過大，有的散熱無法滿足系統(tǒng)要求。

傳統(tǒng)的S波段寬帶功放設(shè)計(jì)匹配電路會(huì)采用微帶加高頻電容的方式進(jìn)行匹配，高頻電容由于其高Q值以及加工工藝較難，其成本比普通電容高，在傳統(tǒng)的功放設(shè)計(jì)中，我們大量采用這種高頻電容，會(huì)極大的提高成本，由于高頻電容本身依然具有等效串聯(lián)電阻ESR及等效串聯(lián)電感ESL，所以在實(shí)際應(yīng)用中依然具有一定損耗，針對連續(xù)波功放應(yīng)用，其持續(xù)大功率輸出的工作模式，會(huì)導(dǎo)致匹配電路中的高頻電容由于損耗產(chǎn)生大量熱量，長期工作會(huì)有一定可靠性風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，由于高頻電容本身各項(xiàng)指標(biāo)具有一定的誤差范圍，所以當(dāng)設(shè)計(jì)中采用越多的高頻電容進(jìn)行匹配時(shí)，這些誤差帶來的產(chǎn)品一致性的不穩(wěn)定會(huì)大大影響產(chǎn)品批量生產(chǎn)的一次過線率，從而大大增加產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供了一種新型S波段低成本高效率寬帶連續(xù)波功放匹配電路，解決了目前傳統(tǒng)的S波段寬帶連續(xù)波射頻功放匹配電路成本高、一致性差生產(chǎn)直通率較低、可靠性較低、工藝復(fù)雜的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種新型S波段低成本高效率寬帶連續(xù)波功放匹配電路，包括射頻信號經(jīng)過微帶傳輸線經(jīng)過隔直電容C1進(jìn)入功放晶體管柵極匹配電路，直流負(fù)電壓通過濾波電容C6、C5及一段微帶線后，再通過串聯(lián)電阻R1傳遞到晶體管柵極匹配電路中功放管的柵極上，由功放管放大后輸出到晶體管漏級匹配電路上，再通過隔直電容C2傳輸?shù)捷敵龆松显O(shè)置的微帶線內(nèi)，最后該微帶線通過天線將系統(tǒng)射頻信號發(fā)射到空間中，晶體管漏級匹配電路的工作直流電壓通過濾波電容C4、C3及一段微帶線傳遞到功放漏級，為功放工作提供直流電源。

S波段主要指在2GHz-4GHz的信號頻段，其應(yīng)用主要為中繼、衛(wèi)星通信、雷達(dá)、Wifi、移動(dòng)通信以及對應(yīng)的電子對抗等場景。各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的系統(tǒng)整機(jī)的射頻末端都少不了射頻功率放大器模塊。所以在射頻功率放大器模塊的電路設(shè)計(jì)中必須要盡可能的提高電路一致性、穩(wěn)定性以及盡可能的降低成本。

目前市面上S波段功放主要應(yīng)用于WiFi、移動(dòng)通信、電子對抗等領(lǐng)域的射頻末端，目前市面上S波段寬帶功放匹配電路基本采用微帶結(jié)合高頻電容的形式或者采用陶瓷基片以微組裝的形式實(shí)現(xiàn)。第一種方式高頻電容本身成本較貴也存在連續(xù)波大功率工作時(shí)由于散熱不良導(dǎo)致的可靠性風(fēng)險(xiǎn)，且存在一定誤差，影響功放電路的指標(biāo)一致性并提高成本，第二種形式由于需要微組裝工藝加工，且采用芯片級器件，其成本也是很高的。