[发明专利]一种宽带异相MMIC功率放大器及其设计方法

权利要求书

1.一种宽带异相MMIC功率放大器，其特征在于包括两路功率放大电路、高低通移相功率合成电路；其中每一路功率放大电路均包括宽带输入匹配电路、RC稳定电路、栅极偏置电路、晶体管、集成晶体管寄生补偿的漏极偏置电路、隔直电容；每路宽带输入匹配电路的输出端与RC稳定电路的输入端连接，RC稳定电路的输出端与晶体管栅极连接；栅极偏置电路的输入端接直流电源，输出端接RC稳定电路的输入端；集成晶体管寄生补充的漏极偏置电路的输入端接直流电源，输出端与晶体管的漏极连接后同时与隔直电容的输入端连接，隔直电容的输出端作为其中一路功率放大电路的输出端；

所述两个隔直电容的输出端分别接高低通移相功率合成电路的两个输入端；

所述高低通移相功率合成电路由上路低通相位滞后滤波器和下路高通相位超前滤波器构成；低通相位滞后滤波器的输入端接其中一个隔直电容的输出端，高通相位超前滤波器的输入端接另一个隔直电容的输出端，低通相位滞后滤波器的输出端和高通相位超前滤波器的输出端连接后作为宽带异相MMIC功率放大器的输出端；在工作频带内，上路低通相位滞后滤波器和下路高通相位超前滤波器的等效传输线电长度近似满足和的关系，表示等效传输线电长度。

2.根据权利要求1所述的一种宽带异相MMIC功率放大器，其特征在于所述宽带输入匹配电路采用低Q值宽带匹配的设计方法。

3.根据权利要求1所述的一种宽带异相MMIC功率放大器，其特征在于所述RC稳定电路由并联RC电路组成，用于提高放大器的稳定性。

4.根据权利要求1所述的一种宽带异相MMIC功率放大器，其特征在于所述栅极偏置电路将晶体管偏置到AB类。

5.根据权利要求1所述的一种宽带异相MMIC功率放大器，其特征在于所述集成晶体管寄生补偿的漏极偏置电路，用于抵消晶体管寄生电容的同时为给晶体管提供漏极偏置电压。

6.根据权利要求1所述的一种宽带异相MMIC功率放大器，其特征在于低通相位滞后滤波器和高通相位超前滤波器均采用π型结构。

7.根据权利要求1所述的一种宽带异相MMIC功率放大器，其特征在于所述高低通移相功率合成电路等效非等长传输线电长度；上路低通相位滞后滤波器的等效电长度随归一化频率的变化关系为：

其中Δf表示偏移频率、f₀表示中心频率；

下路高通相位超前滤波器的等效电长度随归一化频率的变化关系为：

8.如权利要求1-7任一所述的一种宽带异相MMIC功率放大器的设计方法，其特征在于通过如下步骤实现：

步骤一：设计RC稳定电路，不断调整电阻和电容的值使得稳定参数在全频带大于1；

步骤二：确定晶体管的输入输出阻抗，以便后续匹配；同时调试集成晶体管寄生补偿的漏极偏置电路，在工作频段范围内选取一个兼顾各个频点的补偿电抗值，并通过选取合适的微带线来进行实现；

步骤三：利用步骤二得到的最优输入阻抗，做宽带输入匹配电路；

步骤四：设计高低通移相功率合成电路；所述高低通移相功率合成电路由上路低通相位滞后滤波器和下路高通相位超前滤波器构成；在工作频带内，上路低通相位滞后滤波器和下路高通相位超前滤波器的等效传输线电长度近似满足和的关系，表示等效传输线电长度；

步骤五：将调试好的宽带输入匹配电路，RC稳定电路，栅极偏置电路，晶体管，集成晶体管寄生补偿的漏极偏置电路，高低通移相功率合成电路组合并调试。