[发明专利]一种滤波集成的双通带功率放大器

说明书

本发明公开了一种滤波集成的双通带功率放大器，电感L1的一端接负压，电感L1的另一端接微带线R1的一端和电容C1的一端，微带线R1的另一端接晶体管M的栅极，电容C1的另一端接地；电感L2的一端接正压，电感L2的另一端接微带线R2的一端和电容C2的一端，微带线R2的另一端接晶体管M的源极，电容C2的另一端接地；输入匹配网络的一端接晶体管M的栅极，输入匹配网络的另一端接电容C3的一端，电容C3的另一端接入50Ω端口阻抗Z1，作为信号输入端。本发明一种滤波集成的双通带功率放大器，通过集成思想将双通带滤波器集成在晶体管的输出级，从而获得匹配与滤波功能融合的双通带输出电路，同时可以省略匹配电路使放大器直接与滤波器相连，且同时完成匹配的功能。

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，具体涉及一种滤波集成的双通带功率放大器。

背景技术

传统的双通带功率放大器主要是通过在两个不同的频段进行阻抗匹配来实现的，这往往使电路结构更复杂，而且设计得到的双通带功率放大器带间隔离度很差。而且功放后面通常需要增加滤波器以滤除放大器非线性带来的各种谐波和互调分量对接收机带来的干扰和影响。传统的方法是功放模块之后再单独外接滤波器模块，这样在功放和滤波器两个部件之间引入的连接线和转接器不仅会增加了电路损坏，还会导致电路尺寸大幅度增加，从而使得制作和生产成本也随之增加。本发明从新的设计角度出发，提出一种集成思想，将双通带滤波器和功率放大器集成在一起，使得双通带滤波器可以同时作为功率放大器的输出匹配网络，从而使得具有滤波功能的双通带功率放大器得以实现。这种设计方法既有效的解决了传统方法存在的带间隔离度差、电路结构复杂的问题，又解决了功放外接双通带滤波器方法带来的电路尺寸大、成本高、电路损耗大的问题，使双通带放大器的设计更易于实现，具有重大的研究价值。

目前无线系统不能有效地解决由于多种无线通信标准并存，且每个标准又存在多种通信频带划分带来的一个基站中射频收发模块越来越多，基站体积越来越庞大等问题。为了满足激增的用户需求和高速率数据业务传输的同时，解决基站射频收发模块越来越多，功耗越来越高等问题，构建低碳、绿色通信，实现系统升级长期可持续发展，新一代多频带融合架构的并发多波段无线系统应运而生，而并发多波段射频功放是多频带融合架构的无线系统核心关键设备。

在射频前端中，放大器作为占空间最大的模块，使用双模或多模放大器可避免设计额外的放大电路，从而大大减小尺寸。设计双通带功率放大器的方法有多种，最常见的做法是在输出端通过对放大器阻抗特性的分析，实现在两个工作频段的匹配。第二个比较常见的方法是使用开关，比如微机电系统(MEMS)、PIN开关二极管等。将功率放大器(简称功放)和双通带滤波器单独设计，电路的整体尺寸较大。第三种并发双通带放大器的实现方法是在单通带匹配网络后级联枝节负载线，从而使单通带匹配网络变为双通带，实现了双通带放大器。在设计这种双通带放大器时，首先设计了一种单通带的功放，这个功放的工作频段同时包含有f₁和f₂，然后在匹配电路后并联了枝节负载线，这段传输线可以在频率f₁和f₂中产生一个传输零点，从而实现了双通带的效果。其原理图与整体结构如下图1所示。