广东短波宽带功率放大器系列

时间:2022年03月19日 来源:

    高频滚降较严重,增益平坦度指标较差;而本实用新型的二维分布式的三堆叠场效应管,有两条输入人工传输线,和一条共用的输出人工传输线,等效为两条100欧姆的输入人工传输线并联,输入阻抗匹配较好,同时,输出匹配采用共用传输线的形式,在与传统分布式功率放大器等功率的条件下,可以改善效率和功率指标。在整个二维高增益行波功率放大器中,晶体管的尺寸和其他电阻、电容的大小是综合考虑整个电路的增益、带宽和输出功率等各项指标后决定的,通过后期的版图设计与合理布局,可以更好地实现所要求的各项指标,实现在高功率输出能力、高功率增益、良好的输入输出匹配特性。以上所述为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。能讯通信宽带功放器优势:体积小;重量轻;传输通路损耗小。广东短波宽带功率放大器系列

    微带线tlout8的另一端连接输出二维人工传输线网络的输出端。漏极偏置及负载网络的输出端连接电阻rc1和微带线tlc1,微带线tlc1的另一端连接偏置电压vd和接地电容cc1,电阻rc1的另一端连接接地电容cc2。下面结合图2对本实用新型的具体工作原理及过程进行介绍:射频输入信号通过输入端rfin进入电路,等分成两路信号,进入、第二输入人工传输线,通过、第二输入人工传输线进行阻抗变换匹配后,同时进入至第四高增益三堆叠自适应放大网络的输入端,通过放大网络进行功率放大后同时从至第四高增益三堆叠自适应放大网络的输出端输出,再经过输出二维人工传输线网络后,将四路信号合成为一路信号从输出端rfout输出。基于上述电路分析,本实用新型提出的一种二路分布式高增益宽带功率放大器与以往的基于集成电路工艺的放大器结构的不同之处在于架构采用二维分布式的三堆叠场效应管:三堆叠场效应管与传统单一晶体管在结构上有很大不同,此处不做赘述;二维分布式的三堆叠场效应管与传统分布式场效应管的不同在于,传统分布式功率放大器只有一个输入人工传输线,和一条输出人工传输线,尤其晶体管的输入阻抗较高时,要实现50欧姆匹配,往往需要进行电容分压,从而恶化输入匹配特性。广东短波宽带功率放大器系列同样在光传输系统中,宽带也占有很重要的地位。

    本实用新型涉及场效应晶体管射频功率放大器和集成电路领域,特别是针对射频微波收发机末端的发射模块应用的一种二路分布式高增益宽带功率放大器。背景技术:随着无线通信系统和射频微波电路的快速发展,射频前端收发器也向高性能、高集成、低功耗的方向发展。因此市场迫切的需求发射机的射频与微波功率放大器具有高输出功率、高增益、高效率、低成本等性能,而集成电路正是有望满足该市场需求的关键技术。然而,当采用集成电路工艺设计实现射频与微波功率放大器芯片电路时,其性能和成本受到了一定制约,主要体现:(1)宽带高增益放大能力受限:传统单晶体管收到增益带宽积的影响,需要增益才能获得超宽带放大能力,因此,宽带高增益放大能力受到严重的限制。(2)宽带高功率放大能力受限:半导体工艺中晶体管的特征频率越来越高,由此带来了低击穿电压从而限制了单一晶体管的功率容量。为了获得高功率能力,往往需要多路晶体管功率合成,但是由于多路合成网络的能量损耗导致功率放大器的效率比较低,电路无法满足低功耗或者绿色通信需求。常见的超宽带高功率放大器的电路结构有很多,典型的是传统分布式放大器,但是,传统分布式放大器要同时满足各项参数的要求十分困难。

    从而整个放大器工作在超宽带低功率线性放大模式。在本发明更推荐的实施例中,该输入可重构匹配网络模块100、宽带大功率放大器模块200、超宽带低功率放大器模块300、输出可重构匹配网络模块400以及供电控制模块500均集成在同一芯片中。即本发明的宽带可重构功率放大器可以采用ganhemt工艺制作在同一块sic(siliconcarbide,碳化硅)衬底的mmic(单片微波集成电路)芯片上。由此可见,本发明设计了一种二合一的三端口输出可重构匹配网络模块400,该网络模块既实现传统单刀双掷开关的切换功能,又实现两路放大器的输出匹配功能。同理设计一种一分二的三端口输入可重构匹配网络模块100,该网络模块既实现传统单刀双掷开关的切换功能,又实现两路放大器的输入匹配功能。然后将并列的两路放大器,一路为宽带大功率放大器模块200,另一路为超宽带低功率放大器模块300,通过上述输出、输入可重构匹配网络集成到只有一个标准输入、输出射频接口的mmic(monolithicmicrowaveintegratedcircuit)芯片上,使之成为一颗具有大动态范围的可重构放大器芯片,特别是能够满足10db动态范围以上的宽带大功率高效率输出(43dbm以上)和超宽带低功率线性输出(30dbm以下)。双定向耦合器是一种射频四端口无源器件,是射频微波测量中常用器件。

    该低功率输出匹配单元420的输入端可以与超宽带低功率放大器模块300的寄生输出参考面,即与超宽带低功率放大器模块300的输出级场效应管的漏极相连,例如连接至后续实施例中第十四ganhemt管芯p14的漏极。本发明的输出匹配网络重构的重构原理是利用输出切换单元430中并联hemt器件在导通和截止状态下的两种不同等效特性,即并联hemt器件截止时等效为并联电容,导通时等效为到地电阻,将并联hemt器件等效的并联电容和到地电阻作为滤波器网络的一个元件设计到网络中,通过控制hemt器件的状态,重组两种不同模式的滤波器匹配网络,进而实现模式切换。请参阅图5,为根据本发明推荐实施例的宽带可重构功率放大器中输出可重构匹配网络模块重构为大功率输出匹配网络的等效电路图。如图5所示,当供电控制模块500发送控制信号使得并联的场效应管f1截止等效为并联电容c_f1,并联的第二场效应管f2导通等效为第二到地电阻r_f2,此时大功率输出匹配单元410和输出切换单元430重构为宽带大功率带通滤波网络,即前述大功率输出匹配网络401。图5中c_ds1为宽带大功率放大器模块输出级fet管芯漏源等效电容,l_ds1为其漏极寄生电感。重构后的带通滤波器作为匹配电路,一端匹配到50欧姆负载。新一代的5 GHzWiFi通信和LTE-Advanced通信标准都采用了更宽的信道带宽和更高的调制阶数。广东短波宽带功率放大器系列

由于ATA-122D宽带功率放大器具有极高的带宽,因此可以实现高频超短脉宽微细电解加工。广东短波宽带功率放大器系列

    通过中间级匹配网络210平均分为两路分别输入到第二级放大器的两个场效应管放大后,每一路又通过一个第二中间级匹配网络220平均分为四路分别输入到第三级放大器的八个场效应管放大,共得到八路输出信号,后续进入输出可重构匹配网络模块400进一步处理。本实施例中宽带大功率放大器模块200采用7~13ghz宽带大功率放大器,输出功率44dbm。请参阅图11,为根据本发明推荐实施例的宽带可重构功率放大器中超宽带低功率放大器模块的电路原理图。如图11所示,该超宽带低功率放大器模块300为超宽带低功率线性放大器模块,包括:级放大器、第二级放大器、第三级放大器、中间级匹配网络210和第二中间级匹配网络220。级放大器、第二级放大器和第三级放大器均包括一个场效应管,即第十二ganhemt管芯p12、第十三ganhemt管芯p13和第十四ganhemt管芯p14,且均由供电控制模块500提供外部控制电压控制栅极偏置。第十二ganhemt管芯p12的输入端连接至输入可重构匹配网络模块100的第二输出端。级放大器输出端通过中间级匹配网络210连接第二级放大器输入端,第二级放大器输出端通过第二中间级匹配网络220连接第三级放大器输入端。可以理解的是。广东短波宽带功率放大器系列

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