本實(shí)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(shù)：

最近幾年，毫米波頻段越來越多的應(yīng)用于通信系統(tǒng)中，當(dāng)前的無線接入方式已經(jīng)不能滿足日益增長的對(duì)傳輸速率的要求。毫米波技術(shù)以其短波長、大帶寬、超高速數(shù)據(jù)傳輸能力的特點(diǎn)，成為大數(shù)據(jù)無線通信的發(fā)展方向，受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注。而微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)小體積、高集成和低成本的集成電路提供了工藝基礎(chǔ)。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(yīng)用于毫米波集成電路領(lǐng)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(jī)前端的第一個(gè)模塊電路，它的主要作用是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，同時(shí)抑制信號(hào)中攜帶的噪聲，提高整個(gè)接收機(jī)的靈敏度，它的噪聲、增益、回波損耗和功耗等指標(biāo)將直接影響整個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。功率放大器作為發(fā)射機(jī)最重要的模塊電路之一，它的主要作用是將射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，使信號(hào)有更遠(yuǎn)的傳輸距離，它的輸出功率、增益、效率等性能對(duì)整個(gè)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)有重要影響?，F(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(hào)通過DSP,產(chǎn)生兩個(gè)恒包絡(luò)，但是相位相反的正弦信號(hào)，然后經(jīng)過兩個(gè)放大器放大，最后得到線性放大的信號(hào)。這種采用了非線性失真對(duì)消方法，但是對(duì)放大器的效率會(huì)有影響。功率回退主要是因?yàn)楫?dāng)功放管輸出功率減小時(shí)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(diǎn)，因此改變直流偏置點(diǎn)就可以改變消耗的直流功率大小。漏極動(dòng)態(tài)偏置原理相同；當(dāng)輸入功率回退時(shí)，輸入功率包絡(luò)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(duì)應(yīng)的消耗功率也在減小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：針對(duì)上述由于采用功率回退法來解決線性失真而導(dǎo)致的功率降低的問題，本實(shí)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(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種毫米波放大器，包括用于輸入毫米波包絡(luò)正弦信號(hào)的輸入模塊，與輸入模塊連接的用于將包絡(luò)信號(hào)分兩路的耦合模塊，與耦合模塊分別連接的用于將包絡(luò)波形以電壓形式輸出的毫米波檢波模塊和用于放大信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)控制模塊(模擬信號(hào)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(hào)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(shí)現(xiàn)耦合功能即可；同時(shí)毫米波檢波模塊采用檢波器只要能實(shí)現(xiàn)功能即可，可以用其他替代。

本申請(qǐng)中主要包括毫米波功放部分和動(dòng)態(tài)偏置部分。動(dòng)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(hào)有耦合器分為兩路，下支路驅(qū)動(dòng)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(cè)到信號(hào)，查找內(nèi)部映射關(guān)系表，輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字電壓，電壓再經(jīng)過轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，饋送到功率放大器柵極，進(jìn)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(fù)壓保護(hù)電路，與主芯片漏極連接的脈沖調(diào)制電路；負(fù)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(yīng)電荷或瞬時(shí)脈沖的沖擊而損壞，尤其當(dāng)柵極加負(fù)壓，而漏級(jí)正壓的情況下，極易損壞。所以需要增加負(fù)壓保護(hù)電路；其中負(fù)壓保護(hù)電路輸入端(A,B)分別與兩個(gè)電阻相連，再連接阻抗運(yùn)算放大器CA3140，阻抗運(yùn)算放大器CA3140再連接到三端穩(wěn)壓集成電路，再輸入到兩個(gè)連接的振蕩延時(shí)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(gè)振蕩延時(shí)器NE555相連同時(shí)與阻抗運(yùn)算放大器CA3140連接。當(dāng)毫米波功放模塊芯片的柵極連接負(fù)壓時(shí)，則繼電器在相關(guān)作用下斷開，起到保護(hù)毫米波功放模塊芯片的作用。

同時(shí)由于放大器在脈沖狀態(tài)工作，因此需要脈沖調(diào)制電路，該脈沖調(diào)制電路主要由MIC4451和FDS4953連接而成，該脈沖調(diào)制電路可以使得漏極電流能跟隨脈沖控制信號(hào)的高低平轉(zhuǎn)換自動(dòng)斷開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制。MIC4451是高性能的反相驅(qū)動(dòng)芯片，延遲時(shí)間短并且功耗低；FDS4953是內(nèi)部帶有雙p溝道的MOSFET,開關(guān)速度快。MIC4451的Vs接口與FDS4953的兩個(gè)接口S連接；MIC4451的兩個(gè)接口out接口與FDS4953的兩個(gè)G(V_GS)接口連接。FDS4953的四個(gè)D(Vd)接口與毫米波功放模塊芯片的漏級(jí)連接。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本申請(qǐng)通過設(shè)置毫米波功放部分和動(dòng)態(tài)偏置部分。動(dòng)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(hào)有耦合器分為兩路，下支路驅(qū)動(dòng)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(cè)到信號(hào)，查找內(nèi)部映射關(guān)系表，輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字電壓，電壓再經(jīng)過轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，饋送到功率放大器柵極，進(jìn)行放大后輸出。相應(yīng)的減少了放大器功率回退的情況，提高了放大器的效率。

2.本申請(qǐng)中毫米波功放模塊采用WFD340360，可以在無條件(相對(duì)無條件)的情況下達(dá)到工作穩(wěn)定狀態(tài)，性能穩(wěn)定。

3.增加負(fù)壓保護(hù)電路來保護(hù)毫米波功放模塊芯片，減少負(fù)壓對(duì)毫米波功放模塊芯片的損害，增加毫米波功放模塊芯片的使用壽命；同時(shí)設(shè)置脈沖調(diào)制電路，該脈沖調(diào)制電路主要由MIC4451和FDS4953連接而成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)毫米波功放模塊芯片工作信號(hào)的調(diào)制。

4.控制模塊采用芯片80C51，其成本較低；可靈活編輯。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型毫米波放大器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是脈沖調(diào)制電路的電路圖；

圖3是負(fù)壓保護(hù)電路的電路圖；

圖4是毫米波檢波模塊的電路圖；

圖5是C8051的電路圖；

圖中標(biāo)記：1-輸入模塊；2-耦合器；3-毫米波檢波模塊；4-控制模塊；5-毫米波功放模塊；6-輸出模塊。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

下面結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

一種毫米波放大器，包括用于輸入毫米波包絡(luò)正弦信號(hào)的輸入模塊1，與輸入模塊1連接的用于將包絡(luò)信號(hào)分兩路的耦合模塊2，與耦合模塊2分別連接的用于將包絡(luò)波形以電壓形式輸出的毫米波檢波模塊3和用于放大信號(hào)的毫米波功放模塊5，與毫米波檢波模塊3連接的用于將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)控制模塊4(也就是控制模塊)，與毫米波功放模塊5連接的輸出信號(hào)的輸出模塊6；控制模塊4與毫米波功放模塊5連接。

本申請(qǐng)的毫米波放大器主要包括毫米波功放部分和動(dòng)態(tài)偏置部分。動(dòng)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(hào)有耦合器分為兩路，下支路驅(qū)動(dòng)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?？刂颇K檢測(cè)到信號(hào)，查找內(nèi)部映射關(guān)系表，輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字電壓，電壓再經(jīng)過轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，饋送到功率放大器柵極，進(jìn)行放大后輸出。

具體地，毫米波功放模塊5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4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(fù)壓保護(hù)電路，與主芯片漏極連接的脈沖調(diào)制電路；負(fù)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。

增加負(fù)壓保護(hù)電路；其中負(fù)壓保護(hù)電路輸入端(A,B)分別與兩個(gè)電阻相連，再連接阻抗運(yùn)算放大器CA3140，阻抗運(yùn)算放大器CA3140再連接到三端穩(wěn)壓集成電路，再輸入到兩個(gè)連接的振蕩延時(shí)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(gè)振蕩延時(shí)器NE555相連同時(shí)與阻抗運(yùn)算放大器CA3140連接。當(dāng)毫米波功放模塊芯片的柵極連接負(fù)壓時(shí)，則繼電器在相關(guān)作用下斷開，起到保護(hù)毫米波功放模塊芯片的作用。

同時(shí)由于放大器在脈沖狀態(tài)工作，因此需要脈沖調(diào)制電路，該脈沖調(diào)制電路主要由MIC4451和FDS4953連接而成，該脈沖調(diào)制電路可以使得漏極電流能跟隨脈沖控制信號(hào)的高低平轉(zhuǎn)換自動(dòng)斷開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制。MIC4451是高性能的反相驅(qū)動(dòng)芯片，延遲時(shí)間短并且功耗低；FDS4953是內(nèi)部帶有雙p溝道的MOSFET,開關(guān)速度快。MIC4451的Vs接口與FDS4953的兩個(gè)接口S連接；MIC4451的兩個(gè)接口out接口與FDS4953的兩個(gè)G(V_GS)接口連接。FDS4953的四個(gè)D(Vd)接口與毫米波功放模塊芯片的漏級(jí)連接。

C8051主要連接一個(gè)晶振輸入部分，輸入接口與檢波器連接，輸出接口與毫米波功放模塊的主芯片接口連接。