[发明专利]一种射频功率放大器馈电电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种射频功率放大器馈电电路。

背景技术

在无线通信系统中，射频功率放大器是实现射频信号无线传输的关键部件，它的功能是将直流电源提供的直流功率转换成射频功率并传输出去。功放效率是衡量射频功率放大器性能的重要指标之一，其定义为：射频功率放大器的输出功率P_out与直流电源供给的直流功率P_dc的比值。高效率功放具有降低运行中能源消耗、降低功放工作温度、提高可靠性、减少对散热系统的要求等优点。

实现高效率功放有多种方法，如ClassD、ClassE以及ClassF等，其原理都是通过减少功率管漏极电压波形和电流波形的交叠来提高功放效率。二次谐波反射角控制也是一种高效率功放设计技术，其通过调整谐振器在传输线上的接入位置，改变功放输出端非线性产物中二次谐波反射角，从而减少电压波形和电流波形的交叠，提高功放效率。

现有的射频功率放大器电路如图1所示，包括功率管101、匹配电路102、馈电电路103、隔直电容104、传输线105以及谐振器106。其中，馈电电路102包括了常见的电长度为λ/4(λ为基波波长)的微带线，λ/4微带线的一端与直流电源DC连接，另一端通过匹配电路102与功率管101的漏极连接，作为馈电点；功率管101的源极作为射频功率放大器的输入端，接收射频信号；射频信号经过放大后从传输线105输出；与直流电源DC连接的λ/4微带线的一端与地之间分别并联连接电容C1和C2。其中，谐振器106也是λ/4微带线，其一端与传输线105连接，另一端与地连接。对于二次谐波而言，谐振器106的λ/4微带线的电长度为180度，所以谐振器106的阻抗等于0，因而在传输线105上构成一个二次谐波的短路点，对功放输出非线性产物中的二次谐波全反射；通过改变短路点的位置(比如改变传输线105线长)可以调整二次谐波反射角，继而找到电压波形和电流波形交叠最少的条件，提高功放效率。

对于射频功率放大器而言，需要馈电电路103将直流电源DC的直流传送到功率管101的漏极，但是射频信号能量又不能从馈电电路103流走，因为这样一来会损失射频功率，降低了功放效率；另一方面射频信号的高峰值电压会损坏馈电电路103的器件。因此，从功放输出端看过去馈电电路103应有如下特性：对于直流电源DC呈现为低阻，对于基波呈现开路或并联电抗。

目前，普遍的馈电方式是采用λ/4微带线，如图1中馈电电路103所示的λ/4微带线。对于基波而言，λ/4微带线的电长度为90度，所以馈电电路103的阻抗等于无穷大，从功放漏极看过去，馈电电路103呈现为开路，不影响基波匹配。但是，馈电电路103的λ/4微带线在二次谐波频率上呈现短路特性，这样一来二次谐波在馈电点(即λ/4微带线与匹配网络102的连接处)将出现全反射，导致谐振器106所在位置就起不到调整二次谐波反射的作用。

如果考虑到对二次谐波的控制，图1所示的馈电电路103中就不能采用λ/4微带线，要采用其它电长度的微带线，以使从功放漏极看过去二次谐波呈现为电抗，不是短路。现有的一种射频功率放大器馈电电路改进方法是，采用λ/8微带线取代图1中馈电电路103的λ/4微带线，对于二次谐波而言，λ/8微带线的电长度为90度，所以馈电电路的阻抗等于无穷大，馈电电路对二次谐波是开路的，不影响二次谐波匹配。

但是，这样做的缺点是馈线对基波呈现为一个电抗元件，参与基波匹配，为使基波匹配达到最佳这个电抗值往往需要改变，而这个电抗值的改变会同时影响到基波和二次谐波匹配，给高效率功放设计带来困难。

发明内容

本发明实施例提供了一种射频功率放大器馈电电路，能够对二次谐波呈现为开路，并且对基波匹配不产生影响，有利于二次谐波匹配的实现，达到提高功放效率的目的。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种射频功率放大器馈电电路，包括：

直流电源、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第一电容、第二电容以及第三电容；所述第一微带线的电长度为N倍的λ/8；所述第三微带线的电长度为M倍的λ/4；所述λ为基波波长，所述N为奇数，所述M为奇数；

其中，所述第一微带线的第一端与射频功率放大器的漏极或栅极连接，所述第一微带线的第二端与第二微带线的第一端连接，所述第二微带线的第二端与所述直流电源连接；

所述第一微带线的第二端与第三微带线的第一端连接，所述第三微带线的第二端与地之间连接所述第三电容；