[发明专利]一种基于谐波控制的新型双频带高效率功率放大器

说明书

本发明涉及功率放大器技术领域，尤其涉及一种基于谐波控制的新型双频带高效率功率放大器，双频带输入匹配电路提供晶体管最佳源阻抗与50Ω匹配的功能，双频带输入匹配电路分别与所述RC稳定电路、双频带栅极直流偏置电路连接，在两个工作频带f₁和f₂处，双频带栅极直流偏置电路提供基波开路和直流短路的条件，所述RC稳定电路与晶体管的输入端连接；所述新型谐波控制电路与晶体管的输出端连接，所述新型谐波控制电路的输出端分别与双频带三次谐波控制电路、双频带漏极直流偏置电路以及双频带输出匹配电路的连接。双频带基波输出匹配电路不影响谐波控制电路部分的设计，控制谐波阻抗时的影响因素进一步降低。

技术领域

本发明涉及功率放大器技术领域，尤其涉及一种基于谐波控制的新型双频带高效率功率放大器。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，为了满足信号质量、功率和效率方面的要求，具备宽带和多标准的收发机系统更具吸引力。这就要求收发机系统必须能够同时处理多个标准规定频率的不同信号。功率放大器(PA)是收发机系统中的关键组件之一，也是系统功耗和成本的主要影响因素，也需要具备同时处理多个频带信号的能力。可以采用两种技术方案：宽带高效功放和多频带高效功放技术；宽带高效功放可以在较宽的频带内获得一定的输出功率和效率等，但是往往无法在目标工作频带达到最佳性能，而且存在杂波信号干扰的问题；多频带高效功放技术的设计思想是在每一个目标频带都获得最佳性能，不存在频带浪费的问题。而双频带高效功放是多频带高效功放技术中最基本的一类，已成为研究热点。

但是，目前已有的双频带功率放大器没有实现优异的功率附加效率(PAE)性能。主要是由于它们工作在两个频带上的谐波控制电路结构复杂，或者没有考虑高次谐波的阻抗，或者使用的谐波阻抗控制方法不够精确，导致设计的双频带功率放大器的效率降低；在实际电路设计中，考虑到电路复杂度与功放性能的折中，一般只涉及二次谐波和三次谐波。

发明内容

本发明的主要目的就是针对上述问题，提供一种基于谐波控制的新型双频带高效率功率放大器结构。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于谐波控制的新型双频带高效率功率放大器，其特征在于：包括晶体管、双频带输入匹配电路、RC稳定电路、双频带栅极直流偏置电路、新型谐波控制电路、双频带三次谐波控制电路、双频带漏极直流偏置电路以及双频带输出匹配电路；双频带输入匹配电路提供晶体管最佳源阻抗与50Ω匹配的功能，双频带输入匹配电路分别与所述RC稳定电路、双频带栅极直流偏置电路连接，在两个工作频带f1和f2处，双频带栅极直流偏置电路提供基波开路和直流短路的条件，所述RC稳定电路与晶体管的输入端连接；所述新型谐波控制电路与晶体管的输出端连接，所述新型谐波控制电路的输出端分别与双频带三次谐波控制电路、双频带漏极直流偏置电路以及双频带输出匹配电路的连接。

优选地，所述新型谐波控制电路由串联的传输线T9、传输线T10、传输线T13，并联的终端开路传输线T11、传输线T12构成，其中传输线T11和传输线T12接在传输线T10上；在低频带二次谐波2f₁、三次谐波3f₁，高频带二次谐波2f₂、三次谐波3f₂下，新型谐波控制电路提供从四个谐波阻抗的短路点到四个谐波频率下的晶体管最佳负载阻抗点的转换功能。

优选地，所述双频带三次谐波控制电路由串联的传输线T14、T15构成，在功放主链路连接处E点提供双频带三次谐波3f₁和3f₂的短路状态。

优选地，所述双频带栅极直流偏置电路双频带漏极直流偏置电路都由两段串联的传输线和两个并联的扇形传输线构成，在两个工作频带处提供基波开路和直流短路的条件。

优选地，所述双频带输出匹配电路能在基波频率f₁和f₂处匹配晶体管最佳基波负载阻抗到50Ω。