寬帶內(nèi)匹配功率放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬帶內(nèi)匹配功率放大器，它包括輸入端口、蘭格耦合器、帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)、功率芯片和輸出端口，輸入端口與第一蘭格耦合器的第一端口連接，第一蘭格耦合器的第三端口和第四端口分別與第一帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和第三通濾波阻抗變換電路的輸入連接，第一帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端與第一穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第一穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出與第一功率芯片的第一端連接，第一功率芯片的第二端與第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二蘭格耦合器的第一端口連接。寬帶內(nèi)匹配功率放大器能同時(shí)兼顧寬帶和較高的增益指標(biāo)，利用蘭格耦合器進(jìn)行功率合成，改善了輸入輸出駐波，方便前后級(jí)多管級(jí)聯(lián)使用。
【專利說(shuō)明】
寬帶內(nèi)匹配功率放大器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是一種寬帶內(nèi)匹配功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]通信、雷達(dá)及微波測(cè)量等系統(tǒng)都需要內(nèi)匹配功率放大器。
[0003]在內(nèi)匹配功率放大器的設(shè)計(jì)中，常用的提高帶寬的方式主要有4種:平衡式放大器、負(fù)反饋式放大器、有耗匹配式放大器、有源匹配式放大器。平衡式放大器能做到倍頻或略寬；負(fù)反饋式放大器由于引入了反饋電阻，以犧牲增益為代價(jià)擴(kuò)展頻率而且降低了輸出功率;有耗匹配式放大器同樣會(huì)降低增益;有源匹配放大器可以獲得10倍頻程的放大，但其直流功耗大，級(jí)間匹配困難，可靠性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種寬帶內(nèi)匹配功率放大器，能同時(shí)兼顧寬帶和較高的增益指標(biāo)，用于寬帶系統(tǒng)的射頻信號(hào)放大。利用蘭格耦合器進(jìn)行功率合成，改善了輸入輸出駐波，方便前后級(jí)多管級(jí)聯(lián)使用。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:寬帶內(nèi)匹配功率放大器，它包括輸入端口、蘭格耦合器、帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)、功率芯片和輸出端口，所述的輸入端口與第一蘭格耦合器的第一端口連接，第一蘭格耦合器的第三端口和第四端口分別與第一帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和第三通濾波阻抗變換電路的輸入連接，第一帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端與第一穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第一穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出與第一功率芯片的第一端連接，第一功率芯片的第二端與第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二蘭格耦合器的第一端口連接;第二帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端與第二穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第二穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二功率芯片的第一端連接，第二功率芯片的第二端與第四帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第四帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二蘭格耦合器的第二端口連接，第二蘭格耦合器的第三端扣與輸出端口連接。
[0006]所述的帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)電容和多個(gè)電感，第一蘭格耦合器的第三端口與第一電容連接，第一電容的第二端與第二電感的一端連接，第一電感與第二電容并聯(lián)后一端接地，另一端與第一電容的第二端連接，第二電感的另一端分別與第三電容和第四電容的第一端連接，第三電容的另一端接地，第五電容和第三電感并聯(lián)后一端接地，另一端與第四電容的第二端連接，第四電容的第二端還與第六電容連接，第六電容的第二端與穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接。
[0007]所述的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的第七電容和第一電阻，并聯(lián)的第七電容和第一電阻的一端與第六電容的第二端連接，另一端與功率芯片的第一端連接。
[0008]所述的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)通過(guò)金絲組與功率芯片的第一端連接，所述的功率芯片的第二端通過(guò)金絲組與第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接。
[0009]所述的金絲組為并聯(lián)的兩根金絲。
[0010]所述的第一蘭格耦合器的第二端與第一負(fù)載的一端連接，第一負(fù)載的另一端接地;第二蘭格耦合器的第四端與第二負(fù)載的一端連接，第二負(fù)載的另一端接地。
[0011 ] 所述的輸入端口和輸出端口均為50 Ω端口。
[0012]所述的金絲為25um金絲。
[0013]所述的第一負(fù)載和第二負(fù)載均為50Ω負(fù)載。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種寬帶內(nèi)匹配功率放大器，能同時(shí)兼顧寬帶和較高的增益指標(biāo)，用于寬帶系統(tǒng)的射頻信號(hào)放大。利用蘭格耦合器進(jìn)行功率合成，改善了輸入輸出駐波，方便前后級(jí)多管級(jí)聯(lián)使用。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為寬帶內(nèi)匹配功率放大器原理框圖；
圖2本發(fā)明的電路圖；
圖3為寬帶內(nèi)匹配功率放大器增益(S(2，l))曲線圖；
圖4為寬帶內(nèi)匹配功率放大器輸入駐波曲線圖；
圖中，Cl-第一電容，C2-第二電容，C3-第三電容，C4-第四電容，C5-第五電容，C6-第六電容，C7-第七電容，C8-第八電容，C9-第九電容，ClO-第十電容，Cll-第^^一電容，C12-第十二電容，C13-第十三電容，L1-第一電感，L2-第二電感，L3-第三電感，L4-第四電感，L5-第五電感，L6-第六電感，Rl-第一電阻，die-功率芯片，bondl-第一金絲，bond2-第二金絲，bond3_第三金絲，bond4_第四金絲。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0017]如圖1所示，寬帶內(nèi)匹配功率放大器，它包括輸入端口、蘭格耦合器、帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)、功率芯片和輸出端口，所述的輸入端口與第一蘭格耦合器的第一端口連接，第一蘭格耦合器的第三端口和第四端口分別與第一帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和第三通濾波阻抗變換電路的輸入連接，第一帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端與第一穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第一穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出與第一功率芯片的第一端連接，第一功率芯片的第二端與第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二蘭格耦合器的第一端口連接;第二帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端與第二穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第二穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二功率芯片的第一端連接，第二功率芯片的第二端與第四帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第四帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二蘭格耦合器的第二端口連接，第二蘭格耦合器的第三端扣與輸出端口連接。
[0018]所述的帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)電容和多個(gè)電感，第一蘭格耦合器的第三端口與第一電容連接，第一電容的第二端與第二電感的一端連接，第一電感與第二電容并聯(lián)后一端接地，另一端與第一電容的第二端連接，第二電感的另一端分別與第三電容和第四電容的第一端連接，第三電容的另一端接地，第五電容和第三電感并聯(lián)后一端接地，另一端與第四電容的第二端連接，第四電容的第二端還與第六電容連接，第六電容的第二端與穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接。
[0019]所述的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的第七電容和第一電阻，并聯(lián)的第七電容和第一電阻的一端與第六電容的第二端連接，另一端與功率芯片的第一端連接。
[0020]所述的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)通過(guò)金絲組與功率芯片的第一端連接，所述的功率芯片的第二端通過(guò)金絲組與第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接。
[0021]所述的金絲組為并聯(lián)的兩根金絲。
[0022]所述的第一蘭格耦合器的第二端與第一負(fù)載的一端連接，第一負(fù)載的另一端接地;第二蘭格耦合器的第四端與第二負(fù)載的一端連接，第二負(fù)載的另一端接地。
[0023]所述的輸入端口和輸出端口均為50 Ω端口。
[0024]所述的金絲為25um金絲。
[0025]所述的第一負(fù)載和第二負(fù)載均為50Ω負(fù)載。
[0026]如圖2所示，在本發(fā)明中第一蘭格耦合器的第三端口與第一電容Cl連接，第一電容Cl的第二端與第二電感L2的一端連接，第一電感LI與第二電容C2并聯(lián)后一端接地，另一端與第一電容Cl的第二端連接，第二電感L2的另一端分別與第三電容C3和第四電容C4的第一端連接，第三電容C3的另一端接地，第五電容C5和第三電感L3并聯(lián)后一端接地，另一端與第四電容C4的第二端連接，第四電容C4的第二端還與第六電容C6連接，第六電容C6的另一端與并聯(lián)的第七電容C7和第一電阻Rl的一端連接，并聯(lián)的第七電容C7和第一電阻Rl的另一端與并聯(lián)的第一金絲bondl和第二金絲bond2的一端連接，并聯(lián)的第一金絲bondl和第二金絲bond2的另一端與功率芯片die的第一端連接，功率芯片die的第二端與并聯(lián)的第三金絲bond3和第四金絲bond4的一端連接，功率芯片die的第三端接地，并聯(lián)的第三金絲bond3和第四金絲bond4的另一端與第八電容C8連接，第八電容C8的第二端與第五電感L5連接，第四電感L4與第九電容C9并聯(lián)后一端與第八電容C8的第二端連接，另一端接地，第五電感L5的另一端分別與第十電容ClO和第^^一電容Cll連接，第十電容ClO的另一端接地，第^^一電容Cll的第二端與第十三電容C13連接，第十二電容C12和第六電感L6并聯(lián)后一端與第^^一電容Cll的第二端，另一端接地，第十三電容C13的另一端與第二蘭格耦合器的第一端口連接。
[0027]如圖3和4所示為利用ADS軟件對(duì)設(shè)計(jì)的寬帶內(nèi)匹配功率放大器進(jìn)行建模、仿真，得到放大器的增益、輸入駐波曲線，通過(guò)仿真結(jié)果可以看出，寬帶內(nèi)匹配功率放大器在4-SGHz內(nèi)具有10.3 ±0.5dB的增益，頻帶內(nèi)輸入駐波小于1.4dB，非常適合于實(shí)際應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.寬帶內(nèi)匹配功率放大器，其特征在于:它包括輸入端口、蘭格耦合器、帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)、功率芯片和輸出端口，所述的輸入端口與第一蘭格耦合器的第一端口連接，第一蘭格耦合器的第三端口和第四端口分別與第一帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和第三通濾波阻抗變換電路的輸入連接，第一帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端與第一穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第一穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出與第一功率芯片的第一端連接，第一功率芯片的第二端與第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二蘭格耦合器的第一端口連接;第二帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端與第二穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第二穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二功率芯片的第一端連接，第二功率芯片的第二端與第四帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入連接，第四帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出與第二蘭格耦合器的第二端口連接，第二蘭格耦合器的第三端扣與輸出端口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶內(nèi)匹配功率放大器，其特征在于:所述的帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)電容和多個(gè)電感，第一蘭格耦合器的第三端口與第一電容連接，第一電容的第二端與第二電感的一端連接，第一電感與第二電容并聯(lián)后一端接地，另一端與第一電容的第二端連接，第二電感的另一端分別與第三電容和第四電容的第一端連接，第三電容的另一端接地，第五電容和第三電感并聯(lián)后一端接地，另一端與第四電容的第二端連接，第四電容的第二端還與第六電容連接，第六電容的第二端與穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶內(nèi)匹配功率放大器，其特征在于:所述的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的第七電容和第一電阻，并聯(lián)的第七電容和第一電阻的一端與第六電容的第二端連接，另一端與功率芯片的第一端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬帶內(nèi)匹配功率放大器，其特征在于:所述的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)通過(guò)金絲組與功率芯片的第一端連接，所述的功率芯片的第二端通過(guò)金絲組與第三帶通濾波阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬帶內(nèi)匹配功率放大器，其特征在于:所述的金絲組為并聯(lián)的兩根金絲。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶內(nèi)匹配功率放大器，其特征在于:所述的第一蘭格耦合器的第二端與第一負(fù)載的一端連接，第一負(fù)載的另一端接地;第二蘭格耦合器的第四端與第二負(fù)載的一端連接，第二負(fù)載的另一端接地。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶內(nèi)匹配功率放大器，其特征在于:所述的輸入端口和輸出端口均為50 Ω端口。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶內(nèi)匹配功率放大器，其特征在于:所述的金絲為25um金絲。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬帶內(nèi)匹配功率放大器，其特征在于:所述的第一負(fù)載和第二負(fù)載均為50 Ω負(fù)載。
【文檔編號(hào)】H03F3/20GK106067768SQ201610658144
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年8月12日
【發(fā)明人】杜躍鑫, 馬爽, 王博
【申請(qǐng)人】成都泰格微電子研究所有限責(zé)任公司