[发明专利]一种采用耦合矩阵合成的直接耦合滤波放大器

说明书

本发明涉及一种采用耦合矩阵合成的直接耦合滤波放大器，包括基板、附着在基板上表面的带通微带滤波器、传输线、晶体管，所述传输线包括传输线输入线和传输线输出线，所述带通微带滤波器包括第一谐振器和第二谐振器，所述晶体管位于所述第二谐振器的右侧，所述晶体管的阴极通过中间连接带与第六微带线连接，所述传输线输入线与第一微带线相连，所述传输线输出线与晶体管的阳极连接，所述传输线输出线上垂直连接有三通带；本发明采用单晶体管谐振器结构，采用直径耦合的方式，消除了过渡结构，降低了电路的复杂性，使得滤波器和放大器可以以紧凑的方式直接设计、减小了电路的尺寸，同时也减少额外中间网络的损耗，此外还降低了电路成本以及重量。

技术领域

本发明属于滤波放大器技术领域，具体涉及一种采用耦合矩阵合成的直接耦合滤波放大器。

背景技术

放大器是各种电子系统中必不可少的电子元件，在微波系统中，放大器通常设置在滤波器之后，滤波器用于选择所需的频率和抑制其他频率。放大器设计技术和制造工艺通常取决于其类别和应用。通常通过对放大器的输入和输出阻抗匹配来实现最大功率增益和最佳噪声系数，或两者兼顾。传统的匹配技术多是基于微波电路分析：例如，在晶体管的输入和输出中采用单CPW线路短截线作为匹配电路；在Ku波段低噪声波导放大器中，采用阶跃脊作为片上晶体管的过渡和匹配结构；在同轴波导中采用对置鳍线阵列来设计GaAsMMIC放大器。匹配电路给出带通滤波器特性，允许晶体管在某些频率下工作。然而，独立设计的转换和匹配电路将导致额外的损耗且使电路更加复杂。

一些滤波器和晶体管通过阻抗/导纳变压器集成，四分之一波长阻抗变换器用于匹配晶体管的复数值阻抗，用耦合线设计来替代等效传输线网络以实现匹配功能。传统的各种设计方法的相似之处在于，匹配电路是基于它们的等效电路建模的。有源微波滤波器由有源阻抗/导纳逆变器或有源谐振器构成。对于这些滤波放大器，每个单元(有源逆变器或谐振器)都由晶体管构成。这些多晶体管谐振器结构较为复杂，额外的匹配电路和端口到端口接口增加了损耗以及电路复杂性，不利于电路的尺寸和重量的减小。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种电路结构简单且体积小的采用耦合矩阵合成的直接耦合滤波放大器。

本发明的技术方案如下：

一种采用耦合矩阵合成的直接耦合滤波放大器，包括基板、附着在基板上表面的带通微带滤波器、传输线、晶体管，所述传输线包括传输线输入线和传输线输出线，所述带通微带滤波器包括第一谐振器和第二谐振器，所述第一谐振器包括依次连接成“U”型结构的第一微带线、第二微带线和第三微带线，所述第二谐振器包括依次连接成“U”型结构的第四微带线、第五微带线和第六微带线，所述第一谐振器与所述第二谐振器依次间隔排列，所述第一谐振器的开口向上，所述第二谐振器开口向下，所述第一谐振器的一边通过耦合间隙与第二谐振器的一边耦合；

所述晶体管位于所述第二谐振器的右侧，所述晶体管的阴极通过中间连接带与第六微带线连接，所述传输线输入线与第一微带线相连，所述传输线输出线与晶体管的阳极连接，所述传输线输出线上垂直连接有三通带。

进一步的，所述采用耦合矩阵合成的直接耦合滤波放大器还包括附着在基板上的第一扇区和第二扇区；所述第一扇区位于所述晶体管的左下方且通过第一偏置带与所述中间连接带连接，所述第二扇区位于所述晶体管的右上方且通过第二偏置带与所述传输线输出线连接。

进一步的，所述第一偏置带与所述中间连接带垂直，所述第一连接带与第一偏置带垂直，所述第二偏置带与所述传输线输出线垂直，所述第二连接带与所述第二偏置带垂直。

进一步的，所述采用耦合矩阵合成的直接耦合滤波放大器还包括附着在基板上的第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘设置在所述第一偏置带的一侧，所述第一焊盘通过第一连接带连接在第一扇区与第一偏置带的连接处，所述第二焊盘设置在所述第一偏置带的一侧，所述第二焊盘通过第二连接带连接在第二扇区与第二偏置带的连接处。