[发明专利]一种高效率高选择性双频滤波功率放大器

说明书

本发明公开了一种高效率高选择性双频滤波功率放大器，包括散热铝板、上层铝盖、输入匹配网络、功放管、栅极直流馈电网络、漏极直流馈电网络和输出匹配滤波器网络。本发明通过对紧凑的、低插损的双频悬置线滤波器和阻抗变换网络进行谐波控制，从而实现高效率高选择性双频滤波功放。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种高效率高选择性双频滤波功率放大器。

背景技术

功率放大器和滤波器是无线通信系统的重要组成部分，是无线通信系统必不可缺的关键部件。传统方法是二者独立设计，然后再进行连接。功率放大器需要通过匹配网络将其最佳输出阻抗匹配到50欧姆后再与滤波器网络进行直接级联。

随着无线通信的发展，通信系统越来越趋向于小型化和集成化，因此，一体化的滤波接收机具有极大的需求。滤波功放将功率放大器、滤波器等前端器件进行联合设计，使得射频接收机系统的结构更加紧凑，能够减少不必要的损耗引入，并且更加容易实现射频接收机的小型化和高效率。

在现有的射频接收系统中，实现高效率射频接收机的方式主要是通过输出匹配网络将功率放大器的最佳输出阻抗变换为50欧姆，再通过50欧姆的连接线和50欧姆的滤波器网络直接级联来实现。但由于设计时功率放大器和滤波器与50欧姆连接线的失配以及滤波器和匹配网络带来的损耗，使得功率放大器的功率附加效率大大降低。一般来说，1dB的损耗可以将功率放大器的效率从80％下降到60％。

近几年，功率放大器输出端所连接的滤波器结构一般采用微带结构或腔体结构。由于微带结构的滤波器存在着介质损耗大的问题，使得联合设计的滤波功率放大器存在着带宽窄和损耗大导致的效率低的缺陷，并且由于腔体存在加工精度要求高和实际调试复杂的问题，不利于实际工程的使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效率高选择性双频滤波功率放大器。本发明通过对紧凑的、低插损的双频悬置线滤波器和阻抗变换网络进行谐波控制来实现高效率高选择性的双频滤波功放。

本发明的目的能够通过以下技术方案实现：

一种高效率高选择性双频滤波功率放大器，包括散热铝板、上层铝盖、输入匹配网络、功放管、栅极直流馈电网络、漏极直流馈电网络和输出匹配滤波器网络；

所述散热铝板，用于作为功率放大器的理想地板以及提供悬置线滤波器的下层腔体；

所述上层铝盖，用于作为功率放大器的理想地板以及提供悬置线滤波器的上层腔体；

所述输入匹配网络，用于将50欧姆分别匹配到功放管的两个中心频率的最佳输入阻抗，使功率放大器在两个频带内都达到最大的功率附加效率；

所述功放管，用于对输入信号进行放大；

所述栅极直流馈电网络，用于将栅极偏置电压加载到功放管的栅极，从而提供功放管在两个频带下正常工作的栅极静态工作点；

所述漏极直流馈电网络，用于将漏极偏置电压加载到功放管的漏极，从而提供功放管在两个频带下正常工作的漏极静态工作点；

所述输出匹配滤波器网络，用于将功放管的两个中心频率处的最佳输出阻抗匹配到50欧姆，并实现双频高选择性滤波，使功率放大器达到最大的功率附加效率，同时输出匹配滤波器网络不仅具有滤波器的滤波特性，而且对高次谐波具有抑制作用。

进一步地，所述输入匹配网络包括隔直电容、RC并联网络、十字型输入阻抗变换网络、第一段微带线和第二段微带线；所述十字型输入阻抗变换网络的一端与RC并联网络相连，另一端与第一段微带线连接，第一段微带线的另一端通过隔直电容与第二段微带线相连；所述RC并联网络的一端与所述十字型输入阻抗变换网络相连，另一端通过阻抗为24.3欧姆的微带线与功放管输入端的管脚相连。