[发明专利]基于介质集成悬置线的集总元件功率合成放大器

说明书

本发明公开了基于介质集成悬置线的集总元件功率合成放大器，功率合成放大器为N路功率合成放大器，N路功率放大器的每一路为一个M级功率放大器，功率分配/合成器为N路功率分配/合成器；M级功率放大器的输入输出匹配电路均采用由若干折线电感和双层交指电容组成的带通滤波器型匹配网络，在减小电路尺寸的同时，对信号进行筛选，使M级功率放大器有较好的增益平坦度；功率分配/合成器采用由若干双层螺旋电感和双层交指电容组成的低通滤波器型匹配电路，并采用双层互联的馈线，双层螺旋电感和双层馈线的使用减小了导体损耗；集总元件功率合成放大器解决了当前功率合成合成放大器损耗大，体积大，笨重，及需要额外金属屏蔽壳的问题。

技术领域

本发明涉及射频微波电路领域，具体地，涉及一种基于介质集成悬置线的集总元件功率合成放大器。

背景技术

功率放大器作为通信系统收发机中的关键部件，其输出功率大小直接决定了收发机作用的距离、抗干扰能力及信号传输质量。随着现代无线通信技术的快速发展，如何提高“功率放大器的功率”成为了当下需要解决的问题。

在现有技术中，提高功率放大器的输出功率，主要有两种方式，一种是通过提高基于半导体技术或真空微电子技术的单个功率器件的功率输出来实现；另一种是通过功率合成技术将多个固态功率器件的输出功率同相叠加来获得较高功率输出。目前单个固态功率器件主要以MMIC的形式存在，受到半导体加工工艺等诸多因素影响，单个MMIC器件的输出功率较小，且工作效率较低，获得高功率输出比较有效的方法仍然是第二种方式，即功率合成技术。现有的功率合成电路，主要是基于传统传输线比如微带线、带状线等的传统功率合成电路，存在损耗大、合成效率低等缺陷，且需要另外加工金属壳体作为屏蔽盒，体积笨重，且增加额外成本。

发明内容

本发明提供了一种基于介质集成悬置线的集总元件功率合成放大器，解决当前功率合成放大器损耗大、体积大及需要额外金属屏蔽壳体的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

本申请提供了一种基于介质集成悬置线的集总元件功率合成放大器，所述功率合成放大器为N路功率合成放大器，N为大于等于2的正整数，N路功率放大器的每一路为一个M级功率放大器，M为大于等于1的正整数，功率分配/合成器为N路功率分配/合成器。

特别地，所述的M级功率放大器的每一级功率放大器均采用由若干串联电感，串联电容，并联到地的电感和并联到地的电容根据工作频率组合构成的带通滤波器型匹配网络，采用由1个串联大电阻和1个并联到地的贴片电容组成的栅极偏置电路，采用由1个螺旋电感和1个并联到地的贴片电容组成的漏极偏置电路。

M级功率放大器的每一级功率放大器均包括：

带通滤波器型输入匹配网络、场效应晶体管、栅极偏置电路、漏极偏置电路、输入隔直电容C3、输出隔直电容C4、带通滤波器型输出匹配网络；

功率放大器输入端与带通滤波器型输入匹配网络的一端连接，带通滤波器型输入匹配网络的另一端与输入隔直电容C3的一端连接，输入隔直电容C3的另一端和栅极偏置电路均与场效应晶体管的栅极连接，场效应晶体管源极接地，场效应晶体管漏极与漏极偏置电路和输出隔直电容C4的一端均连接，输出隔直电容C4的另一端与带通滤波器型输出匹配网络的一端连接，带通滤波器型输出匹配网络的另一端与输出端连接。

特别地，带通滤波器型输入匹配网络包括：电容C1、电容C2、电感L1-L4；电容C1的一端和电感L1的一端均与输入端连接，电容C1的另一端接地；电感L1的另一端与电感L2的一端和电感L3的一端均连接，电感L2的另一端接地，电感L3的另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与输入隔直电容C3的一端和电感L4的一端均连接，电感L4的另一端接地；