[发明专利]一种谐波控制网络及采用其的F类功率放大器的设计方法

权利要求书

1.一种谐波控制网络，包括第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线；其特征在于：所述第一微带线的一端与晶体管的输出端相连；第一微带线的另一端与第二微带线的一端相连；第二微带线的另一端与第三微带线及第五微带线的一端相连；第五微带线的另一端悬空；第三微带线的另一端与第四微带线的一端相连；第四微带线的另一端与第六微带线的一端相连；第六微带线的另一端悬空；

所述的第一微带线、第三微带线、第五微带线及第六微带线均为矩形微带线；所述的第二微带线及第四微带线均为锥形微带线；第五微带线的电长度为λ/8；第六微带线的电长度为λ/12；第一微带线的电长度在λ/9.5～λ/8.5之间；第三微带线的电长度在λ/13.5～λ/12.5之间；第一微带线与第二微带线的电长度之和在λ/8.5～λ/7.5之间；第三微带线与第四微带线的电长度之和在λ/12.5～λ/11.5之间；λ为电磁波波长。

2.根据权利要求1所述的一种谐波控制网络，其特征在于：第二微带线的长度l₁的表达式如下：

其中，z为微带线距离输入端的长度系数，取值为54.5；Z₀为第一微带线输入端所连接电路的阻抗值；Z_L为第四微带线输出端所连接电路的阻抗值；为第二微带线在中心频率下的归一化阻抗值，根据第二微带线的电长度在ADS软件中求出。

3.根据权利要求1所述的一种谐波控制网络，其特征在于：第四微带线的长度l₂的表达式如下：

其中，z为微带线距离输入端的长度系数，取值为54.5；Z₀为第一微带线输入端所连接电路的阻抗值；Z_L为第四微带线输出端所连接电路的阻抗值；为第四微带线在中心频率下的归一化阻抗值，根据第四微带线的电长度在ADS软件中求出。

4.根据权利要求1所述的一种谐波控制网络，其特征在于：所述第二微带线连接第一微带线那端的宽度、连接第五微带线那端的宽度，分别在ADS软件中根据Z₀、Z_L求出；第四微带线连接第三微带线那端的宽度、连接第六微带线那端的宽度，分别在ADS软件中根据Z₀、Z_L求出。

5.根据权利要求1所述的一种谐波控制网络，其特征在于：所述的第四微带线连接第六微带线的那端还与输出基波匹配电路的输入端相连；第二微带线连接第三微带线的那端还与漏极偏置电路的输出端相连。

6.采用权利要求1所述的一种谐波控制网络的F类功率放大器的设计方法，其特征在于：步骤一：在ADS软件中设计栅极偏置电路及漏极偏置电路，得到一个偏置在B类或者AB类功率放大器，并进行输入基波匹配电路和输出基波匹配电路的匹配；

步骤二：在ADS软件中将该谐波控制网络中的第一微带线与晶体管的输出端相连，第四微带线与输出基波匹配电路的输入端相连，第二微带线连接第三微带线的那端与漏极偏置电路相连；得到原理图；

步骤三：在ADS软件中调节步骤二所得原理图内第一微带线及第三微带线的电长度，使得ADS软件模拟出的F类功率放大器在设计带宽内的效率值均在70％以上；得到新的原理图，进入步骤四；

步骤四：在ADS软件中将步骤三所得原理图导出形成版图；再进行版图、原理图联合仿真；若版图、原理图联合仿真所得的F类功率放大器在设计带宽内的效率值均大于70％，则直接进入步骤五；若版图、原理图联合仿真所得的F类功率放大器在设计带宽内的效率值出现小于或等于70％的情况，则调整栅极偏置电路、漏极偏置电路内电容的容值，并重复步骤三；

步骤五：根据步骤四所得的版图加工出F类功率放大器。