[发明专利]一种用于GaN功率器件的双频宽带功率放大器匹配电路

说明书

一种用于GaN功率器件的双频宽带功率放大器匹配电路，包括：相串联的匹配变换模块和基波匹配模块，以及输出端连接在所述匹配变换模块的输出端和基波匹配模块的输入端的用于将二次谐波的短路状态转化为短路状态的二次谐波电抗匹配网络，其中，所述匹配变换模块的输入端连接晶体管封装输出端，所述基波匹配模块的输出端连接负载。本发明的一种用于GaN功率器件的双频宽带功率放大器匹配电路，通过合理的设计各个模块的结构，可同时实现两个频带的阻抗匹配，从而实现同时工作在双频带的要求；本发明通过合理的设计基波匹配网络，使放大器的两个频带具有较宽的工作带宽；该匹配电路结构简单，易于实现，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种功率放大器匹配电路。特别是涉及一种能够将两个频带的射频信号在各个频带中同时进行宽带阻抗匹配的用于GaN功率器件的双频宽带功率放大器匹配电路。

背景技术

近年来，随着消费电子和军用电子的传输需求逐渐从语音服务转向包括图片和高清视频在内的多媒体等需要高速通信的方向，通信标准正在不短变化和修正，基于对已经建立起来的基站等通信设施的最大化利用，现代通信正在逐渐从传统的单频点通信转换到多模多带通信。这意味着，为了满足多标准多模式的通信需求，无线射频发射机不仅要兼容各种现存的通信标准，甚至要覆盖即将出现的通信标准

发射机中，功率放大器往往占据了很大比重的功率消耗，而功率放大器是频率相关性较强的电路模块，所以我们通常设计的功率放大器大多都只能支持一个频段工作，且在设计频段内功放效率、输出功率、增益等指标都能满足设计要求，但是一旦超过或者低于这个频段，射频功放的性能将急剧下降，有时甚至无法工作。对于多频段应用，传统的方法是将工作在另一个频段的功放和原来的功放并行连接并集成到同一个系统中，就是采用这种方法实现的四频带射频发射机结构。然而这种方法极大地提升了系统的复杂度和设计成本，也增加了系统的整体功耗。而解决此问题的一种重要途径是在一个系统中采用单路功放同时支持两个或者多个频带的工作，并且保证在每一个设计频带内都能获得较好的性能(如效率，输出功率，增益等)，有效降低了系统的复杂度和设计成本，也降低了系统的整体功耗。

以往的双频带功率放大器往往基于开关类功率放大器设计思想，苛刻的匹配条件使得双频中的每个频带都较窄，应用场景有限。因此，基于双频宽带功率放大器的需求，采用单个匹配电路同时满足双频宽带的匹配条件具有广阔的应用前景。本发明针对近两年移动通信基站逐渐大量使用的GaN功率器件进行设计，具有很大的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以实现双频宽带功率放大的用于GaN功率器件的双频宽带功率放大器匹配电路。

本发明所采用的技术方案是：一种用于GaN功率器件的双频宽带功率放大器匹配电路，包括：相串联的匹配变换模块和基波匹配模块，以及输出端连接在所述匹配变换模块的输出端和基波匹配模块的输入端的用于将二次谐波的短路状态转化为短路状态的二次谐波电抗匹配网络，其中，所述匹配变换模块的输入端连接晶体管封装输出端，所述基波匹配模块的输出端连接负载。

所述的匹配变换模块是由第一微带线和第二微带线串联连接构成，所述第一微带线的输入端连接晶体管封装输出端，所述第二微带线的输出端和二次谐波电抗匹配网络的输出端共同连接基波匹配模块输入端。

所述的基波匹配模块是由第三微带线和第四微带线串联连接构成，所述第三微带线的输入端分别连接匹配变换模块中的第二微带线的输出端以及二次谐波电抗匹配网络的输出端，所述第四微带线的输出端连接负载。

所述第三微带线的输出端和第四微带线的输入端连接起到接地电容作用的第七微带线，所述第四微带线的输出端还连接起到接地电容作用的第八微带线。

所述的二次谐波电抗匹配网络是由第五微带线和第六微带线串联连接构成，所述第五微带线的输出端连接基波匹配模块中的第三微带线的输入端，所述第六微带线的输入端连接供电电源V。