[实用新型]一种基于超紧凑型输出网络的宽带F类功率放大器

说明书

本实用新型提供了一种基于超紧凑型输出网络的宽带F类功率放大器及其设计方法，包括输入匹配电路、栅极偏置电路、晶体管、漏极偏置电路、输出匹配电路。其中，输入匹配网络的输入端与功率输入端相连接，其输出端与晶体管的栅极连接，栅极偏置电路与栅极并联，晶体管的漏极接输出匹配电路，漏极偏置电路与漏极并联，输出匹配电路的输出端作为功率输出。相对于现有技术，本实用新型利用单节微带线实现的超紧凑型宽带F类功率放大器实现了同样的宽带和高效率，实现了紧凑型输出网络，该电路结构简单，易于实现，降低了成本，具有很好的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及射频通讯技术领域，尤其涉及一种基于超紧凑型输出网络的宽带F类功率放大器。

背景技术

随着科学技术的不断发展，无限通信起着越来越重要的作用，而射频功率放大器作为通信系统中的关键元件，其性能对于整个无限通信系统起着至关重要的作用。随着5G通信的到来，对通信系统提出了更高的传输速率、更大的数据传输量以及更好的线性度等要求，以及对功率放大器的体积大小也有了一定的要求，随着通信频率的频段越来越高，功率放大器的体积也应减小。目前，针对宽带F类功率放大器已经有了诸多报道。2019年，高凯仑，叶焱，谢晋等人通过对晶体管寄生效应和高次谐波的研究发现其对功放的效率有较大的影响，通过在输出电路中加入寄生补偿电路以减小晶体管的寄生效应对功放性能的影响，设计了一款5G低频段的高效率E-1/F类射频功率放大器。实测结果表明，该功放在3.3～3.6GHz的300MHz内有效工作带宽内的功率附加效率为59.1％～71.4％，输出功率大于10W，漏极效率超过75.6％的有益效果，增益平坦度小于1dB，但是，上述方法输出匹配结构复杂，难以实现，体积较大，成本较高。

故，针对存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于超紧凑型输出网络的宽带F类功率放大器及其设计方法，针对传统宽带F类功率放大器，提出利用单节微带线实现输出匹配电路，在保持同样的宽带和高效率的前提下，缩小了输出匹配电路的体积，使得输出匹配电路结构简单，易于实现，降低了生产成本，为了进一步缩小电路体积，输入匹配电路也采用同样的设计方式。

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于超紧凑型输出网络的宽带F类功率放大器，其特征在于，包括输入匹配网络，栅极偏置电路，晶体管，输出匹配网络，漏极偏置电路，输出匹配网络，其中，

所述输入匹配网络的输入端作为功率输入端，其输出端接所述晶体管栅极，所述栅极偏置电路与晶体管栅极并联；

所述晶体管漏极与漏极偏置电路并联，晶体管漏极与输出匹配网络的输入端相连接，输出匹配网络的输出端作为功率输出端；

所述输入匹配网络包括微带线TL1，微带线TL1一端与晶体管栅极连接，另一端连接功率输入端；

所述栅极偏置电路包括一段λ/4的微带线TL2。微带线TL2一端与晶体管并联连接，另一端与栅极电源连接；

所述输出匹配网络包括微带线TL3，微带线TL3一端与晶体管漏极连接，另一端连接功率输出端；

所述漏极偏置电路包括一段λ/4的微带线TL4。微带线TL4一端与晶体管并联连接，另一端与漏极电源连接。

优选地，所述功率放大器采用晶体管实现。

优选地，所述的输入匹配电路与晶体管之间设有栅极偏置电路，其偏置电压为-2.8V。