[发明专利]行波放大器中用于减轻直流(DC)偏置电感器自谐振效应的锥形衰减器网络

说明书

本文描述的主题包括行波放大器，其具有用于减轻DC偏置电感器自谐振效应的锥形衰减器网络。一个示例性的放大器包括多个增益级，其连接在梯形网络中，用于连续放大由输入信号引起的前向行波以产生输出信号。该放大器进一步包括后端，其耦接至增益级，用于吸收由来自增益级和放大器输出的反射产生的后向行波。该放大器进一步包括感性DC偏置电路，其在后端附近耦接至增益级，用于为增益级提供DC偏置。该放大器进一步包括锥形多段频率选择衰减器网络，其连接在DC偏置电路与增益级中的第一个之间，用于减小输出信号上的感性DC偏置电路的自谐振效应。

优先权声明

本申请要求美国专利申请序列号为13/436,802的权益，该专利申请提交于2012年3月30日；其公开的全部内容通过引用的方式合并入本文。

技术领域

本文公开的主题涉及行波放大器。更具体地，本文公开的主题涉及行波放大器中用于减轻直流(DC)偏置电感器自谐振效应的锥形衰减器网络。

背景技术

宽带放大器需要DC偏置，该DC偏置将在宽带放大器的整个操作频率范围上有效操作。一些宽带放大器，譬如用在电信交换网络中的行波放大器，需要从千赫兹范围至数十或数百吉赫兹范围操作。一些宽带放大器使用偏置电阻器和电流源来为放大器提供DC偏置。使用偏置电阻器和电流源的一个问题是穿过电阻器的电流导致与电流的平方和电阻器的阻值成比例的阻性功率损失，降低了放大器的功率效率。

因为功率效率是宽带放大器的关键设计约束，所以使用电阻器和电流源设计的DC偏置电路不是最佳的。最高效的宽带放大器使用基于电感器的偏置扼流圈(choke)。基于电感器的偏置扼流圈由电压源和电感器组成。理想地，电感器应当表现为对直流短路，以允许DC偏置电流在没有高阻性损耗的情况下到达放大器。电感器应当表现为在放大器的操作频率范围上对交流(AC)信号的非常高的阻抗，使得电感器的阻抗不会对放大器的操作产生负面影响。例如，电感器绕组之间的电容引起电感器在其自谐振频率处自谐振。如果DC偏置电感器的自谐振频率在放大器的操作频率范围内，则DC偏置电路将在谐振频率处表现出对地短路。宽带放大器的DC偏置电路中的对地短路改变了从放大器的输出端子看进去的阻抗，并且对其操作有负面影响。

在宽频率范围上操作的一种类型的电感器偏置扼流圈需要大的、昂贵的、圆锥形绕制铁氧体磁芯，以呈现减小由绕组的寄生电容导致的自谐振的大的感性阻抗。所需的呈现合适阻抗的锥形绕制铁氧体磁芯电感器增加了宽带放大器的成本。

据此，存在对于具有用于减轻偏置电感器自谐振效应的锥形衰减网络的宽带放大器的需求。

发明内容

本文描述的主题包括行波放大器，其具有用于减轻DC偏置电感器自谐振效应的锥形衰减器网络。一个示例性的放大器包括多个增益级，其连接在梯形网络中，用于连续放大由输入信号引起的前向行波以产生输出信号。该放大器进一步包括后端(backtermination)，其耦接至增益级，用于吸收由来自增益级和放大器输出的反射产生的后向行波。该放大器进一步包括感性DC偏置电路，其耦接在增益级和后端之间，用于为增益级提供DC偏置。该放大器进一步包括锥形多段频率选择衰减器网络，其连接在DC偏置电路与增益级中的第一个之间，用于减小输出信号上的感性DC偏置电路的自谐振效应。

附图说明

现在将参考附图对本文描述的主题进行阐释，其中：

图1是示出了在放大器输出端子具有基于电感器的DC偏置电路的六级行波放大器的示例性拓扑结构的视图；

图2是具有适合与本文描述的主题的实施例一起使用的后端和在后端处的基于电感器的DC偏置电路的行波放大器的视图；

图3是根据本文描述的主题的实施例的具有后端、在后端处的基于电感器的DC偏置电路和锥形多段衰减器网络的行波放大器的视图；