[发明专利]一种高饱和输出功率的两级宽带功率放大器电路

说明书

一种高饱和输出功率的两级宽带功率放大器电路，包括第一级偏置电路、第二级偏置电路、与第一级偏置电路连接的驱动级放大电路M1、与第二级偏置电路连接的功率级放大电路M2、第一级反馈电路、第二级反馈电路、输入匹配电路、级间匹配电路、输出匹配电路、隔直电容C1、隔直电容C2、扼流电感L1、扼流电感L2、镇流电阻R1和镇流电阻R2；射频信号从信号输入端RFin进入隔直电容C1输入，经过第一级偏置电路和第二级偏置电路配置的两级放大电路后，由隔直电容C2输出，本发明采用两级级联的电路结构、输入匹配电路、级间匹配电路和输出匹配电路来提高功率放大器的输出功率以及扩展带宽，大大提升了高饱和输出功率的两级宽带功率放大器电路的实用性。

【技术领域】

本发明涉及射频集成电路的技术领域，具体的说，涉及一种高饱和输出功率的两级宽带功率放大器电路。

【背景技术】

在射频前端发射机中，功率放大器是其最重要的部件之一，它的输出功率直接影响到通信距离的长短，其效率也决定了系统的续航时间。射频功率放大器的主要功能是将较低功率的射频信号转换为较高功率的射频信号，其典型应用是驱动发射机中的天线，将已调制的射频信号放大到所需功率值后通过天线发射。目前，随着射频功率放大器在有源相控阵雷达、军事通信、电子对抗等领域中的广泛应用，这就对射频功率放大器的输出功率、带宽等特性提出了更高的要求。

射频功率放大器的设计指标通常包括输出功率、带宽、效率和增益等。对于射频功率放大器而言，根据工作带宽的不同可以分为窄带功率放大器、宽带功率放大器和超宽带功率放大器，其工作频带范围如果超20％的倍频程，则可以被称作宽带功率放大器。同时，为了给已调制的射频信号提供足够高的能量，实现较远的传输距离，并且保证信号的传输质量，这就要求射频功率放大器具有较高的输出功率。

传统分布式结构的射频功率放大器具有极宽的带宽以及良好的稳定性，但是其输出功率、增益和效率较低，虽然可以通过多级级联的方式、非均匀结构来分别提高增益和效率，但是这样会导致芯片面积较大，并且设计难度也加大。传统平衡式射频功率放大器的优点在于其具有良好的输入输出回波损耗、良好的增益平坦度和更好的稳定性，但是受限于耦合器的带宽，该结构很难实现很宽的带宽，并且其需要两路放大器和两个耦合器，导致芯片面积大，电路复杂度高，难以实现单片集成。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种高饱和输出功率的两级宽带功率放大器电路，包括第一级偏置电路、第二级偏置电路、与第一级偏置电路连接的驱动级放大电路晶体管M1、与第二级偏置电路连接的功率级放大电路晶体管M2、第一级反馈电路、第二级反馈电路、输入匹配电路、级间匹配电路、输出匹配电路、隔直电容C1、隔直电容C2、扼流电感L1、扼流电感L2、镇流电阻R1和镇流电阻R2；

射频信号从信号输入端RFin进入隔直电容C1输入，经过第一级偏置电路和第二级偏置电路配置的两级放大电路后，由隔直电容C2输出。

优选的，隔直电容C1的一端与射频信号输入端RFin相连接，隔直电容C1的另一端与输入匹配电路的一端相连接；

输入匹配电路的另一端分别与驱动级放大电路晶体管M1的基极、第一级偏置电路的一端、第一级反馈电路的一端相连接，第一级偏置电路的另一端与电源Vb1相连接，第一级反馈电路的另一端分别与驱动级放大电路晶体管M1的集电极、级间匹配电路的一端、扼流电感L1的一端相连接；

第一级偏置电路连接的驱动级放大电路晶体管M1的发射极与镇流电阻R1的一端相连接，镇流电阻R1的另一端接地，扼流电感L1的另一端与电源VCC1相连接；

级间匹配电路的另一端分别与功率级放大电路晶体管M2的基极、第二级偏置电路的一端、第二级反馈电路的一端相连接，第二级偏置电路的另一端与电源Vb2相连接；

第二级反馈电路的另一端分别与功率级放大电路晶体管M2的集电极、输出匹配电路的一端、扼流电感L2的一端相连接；