[发明专利]一种射频功率放大器的输出电路结构

说明书

技术领域

本发明属于射频功率放大器的输出电路领域，尤其是一种提高射频电流功率放大器工作性能的输出电路结构。

背景技术

在无线传输过程中，信号的衰减是很快的，这种衰减将影响信号的传输距离，为了能够实现更远距离的信号传输，信号通常是需要经过射频功率放大器放大后再发射出去。

在无线传输系统中，对射频功率放大器的要求主要有两个方面；第一、为了避免信号经过射频功率放大器放大后产生明显失真，以及避免放大后的信号对邻近信道产生明显干扰，射频功率放大器的线性度需要满足一定的标准要求；第二、射频功率放大器通常是移动终端中的主要耗能元件，因此射频功率放大器的效率是非常关键的，减小射频功率放大器本身的功率损耗即提高射频功率放大器效率，不仅有了与节省能源，同时可以降低系统对散热设计的要求。

对于射频功率放大器的设计者来说，目前主要遇到的问题有以下几点：

第一、射频功率放大器的非线性特征使得输出不仅包含基波信号，同时还存在各项谐波，谐波幅度大小与基波信号大小成一定的比例关系。在功率放大器中，由于基波功率比较大，因此谐波功率也比较大，特别是二次谐波和三次谐波，它们对系统的影响是不可忽略的。

第二、在射频功率放大器的馈电端，需要馈电电路将直流电源VDD的直流传送到放大器的漏极，但是射频信号能量又不能从馈电端流走，因为这样一来会损失射频功率，降低功放效率；另一方面，射频信号的高峰值会对馈电端的器件形成损坏。

第三、由于射频功率放大器需要工作在高频状态，所以放大器内部的漏源电容Cds会对射频功率放大器的输出信号呈现选频特性，从而降低了功率放大器的输出频宽和功效效率。

上述三个问题单独出现时，现有技术中都已经报道了多种解决方案，如在中国专利200910193257中，通过在射频功率放大器的输出端设计谐振网络，将信号中的谐波滤除从而提高功率放大器的线性度。在中国专利201080027856中，则提出了一种在射频功率放大器输出端设计一个电抗控制电路，通过增加一个与放大元件的寄生电容在基波频率发射共振的电抗来降低寄生电容对输出信号的损耗。在中国专利200910197660中，则提出了在馈电电路中增加λ/4和λ/8的微带线，从而减少射频信号中基波和二次谐波对直流电源的影响。然而对于同时解决上述三个问题的方案，目前还尚未有人提出。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种射频功率放大器的输出电路结构，该输出电路结构能够简单而又有效的同时解决功率放大器输出信号的线性度问题、效率问题和频宽问题。

根据本发明的目的提出的一种射频功率放大器的输出电路结构，包括直流电源、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感和第一微带线；

所述第二电感和第二电容依次连接在漏极上，且第二电容接地，该第二电感和第二电容形成可调二次或三次谐波的谐振网络；

所述第二电感、第一电感和第一电容依次连接在漏极上，且第一电容接地，该第二电感、第一电感和第一电容形成所述漏源电容的并联基波谐振网络；

所述第三电感、第一微带线和第三电容依次连接在漏极上，且第三电容接地，该第一微带线和第三电容形成可调二次或三次谐波的谐振网络；

所述第一微带线同时连接直流电源，形成对漏极的馈电电路；

所述第四电感设置在二次谐波的谐振网络和并联共振网络之间，使第一电感、第二电感、第三电感、第四电感和第一微带线形成回路。

进一步地，所述匹配电路连接在所述第三电感和第一微带线的连接结上。

优选的，所述馈电电路中进一步包括第二微带线，连接在直流电源与第一微带线和第三电容的连接结。

优选的，所述第三电容为射频退藕电容。

优选的，所述第一电容的谐振频率小于输出信号中的基波频率，使该并联谐振网络对于基波在漏极形成开路。

优选的，所述第一微带线的电长度为λ/4或小于λ/4，λ为基波波长。