[发明专利]一种毫米波宽带分布式匹配电路及其功率放大电路

说明书

本发明公开了一种毫米波宽带分布式匹配电路及其功率放大电路，毫米波宽带分布式匹配电路包括分布式传输网络、有损网络、第一偏置网络和第二偏置网络；所述分布式传输网络由多节第一微带线与第一电容串联构成，有损网络连接在分布式传输网络与设定毫米波电路的基准电位地之间，第一偏置网络连接在分布式传输网络输出端子与外接电源的端子之间，第二偏置网络连接在分布式传输网络中首节第一微带线与次节第一微带线连接的和外接电源的端子之间。本发明电路结构简单、易于单片集成，受工艺波动影响小，可以在毫米波较宽的频率范围内实现较好的阻抗匹配，应用于毫米波功率放大电路，可大幅提高放大器的工作带宽，提高生产成品率。

技术领域

本发明涉及毫米波技术领域，尤其涉及一种毫米波宽带分布式匹配电路及其功率放大电路。

背景技术

在毫米波领域，高速通信、仪器仪表、驱动模块以及高精度雷达等系统对宽频带工作的需求日益增长。宽频带射频电子系统可以具有更高的灵敏度，宽带通信卫星拥有更大的传输速率，宽频带仪器仪表可进一步提高电子系统的性能和灵巧性，有利于形成一体化的兼容平台，提高仪表的测量能力，同时减小系统复杂度、体积、重量等。作为高端系统中的关键部件，宽带放大器必不可少。然而在毫米波频段，实现宽带阻抗匹配具有极大的挑战，尤其是多级级联放大器中的宽带级间匹配电路设计。首先，为了实现宽带阻抗匹配所采用的复杂匹配网络，存在高频下的复杂寄生效应、串扰、耦合等，使得电路的仿真设计精度随工作频率的提高而越来越低，难以充分发挥工艺及器件的潜力；其次，高频下基于传统集总元件的匹配电路，由于匹配元件的值较小，对应的版图尺寸较小，受工艺波动的影响较大，毫米波电路生产成品率低。

发明内容

发明目的：针对现有技术中毫米波宽带匹配电路应用于放大器中时寄生效应复杂、难以精确仿真设计且受工艺波动影响大的缺陷，本发明公开了一种毫米波宽带分布式匹配电路及其功率放大电路，具有电路结构简单、仿真设计精度较高、工艺波动敏感度较低等优势，可以在毫米波较宽的频段范围内实现较好的阻抗匹配，应用于毫米波功率放大电路，可大幅提高放大器的工作带宽，提高生产成品率。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种毫米波宽带分布式匹配电路，包括分布式传输网络、有损网络、第一网络和第二偏置网络；所述分布式传输网络由多节第一微带线与第一电容串联构成；有损网络由电阻、第二微带线、第二电容串联构成，该有损网络连接在分布式传输网络与设定毫米波电路的基准电位地之间；第一偏置网络由第三微带线、第三电容构成，该偏置网络连接在分布式传输网络输出端子与外接电源的端子之间；第二偏置网络由第四微带线、第四电容构成，该偏置网络连接在分布式传输网络中首节第一微带线与次节第一微带线连接的和外接电源的端子之间。

优选的，所述分布式传输网络中第一电容串联连接在第一偏置网络与第二偏置网络之间。

优选的，所述有损网络中电阻、第二微带线及第二电容依次串联，第二电容连接到设定毫米波电路的基准电位，电阻与分布式传输网络连接；或者第二微带线、电阻及第二电容依次串联，第二电容连接到设定毫米波电路的基准电位，第二微带线与分布式传输网络连接。优选的，所述有损网络中第二电容采用金属-绝缘层-金属电容，且其中的一个金属极板连接到设定毫米波电路的基准电位地。

优选的，所述第一偏置网络、第二偏置网络中的第三电容、第四电容是扇形电容或金属-绝缘层-金属电容。

优选的，所述微带线的构成材料为金、铜或者其他导体合金。一种功率放大电路，该功率放大电路包括输入匹配电路、n个晶体管、n-1个如权利要求1-6任一项所述毫米波宽带分布式匹配电路以及输出匹配电路，n为大于等于2的正整数，其中，n个晶体管依次串联后，相邻两个晶体管之间再串联一个毫米波宽带分布式匹配电路。优选的，所述晶体管的物理结构类型为结型场效应晶体管、金属-氧化物-半导体场效应晶体管、异质结场效应晶体管、双极结型晶体管、异质结双极晶体管。

优选的，所述毫米波功率放大电路实现形式为单片集成电路或混合集成电路。