[发明专利]一种基于人工非线性匹配网络的射频功率放大电路

权利要求书

1.一种基于人工非线性匹配网络的射频功率放大电路，其特征在于，包括功放晶体管，功放晶体管的输入端依次经输入匹配网络和相位补偿网络后分两路，一路与射频信号输入端口(104)连接，另一路与射频检波单元(100)的输入端连接，功放晶体管的输出端经人工非线性匹配网络与射频信号输出端口(105)连接；射频检波单元(100)的输出端依次经比较判决单元(101)和交叉耦合逻辑反相器(102)后与控制信号产生和缓冲单元(103)的输入端连接，控制信号产生和缓冲单元(103)的输出端分别与人工非线性匹配网络和相位补偿网络连接，射频检波单元(100)经比较判决单元(101)后用于产生相位补偿网络和人工非线性匹配网络的逻辑控制信号，通过功率检测和逻辑控制的射频开关对人工非线性匹配网络中元件的连接进行配置；

射频检波单元(100)包括晶体管M8，晶体管M8的输入端分两路，一路通过电阻R3连接到栅极偏置，另一路通过电容C6连接到射频输入端或射频输入耦合端，晶体管M8的输出端分两路，一路连接到判决比较单元(101)，另一路经电阻R4和电容C7并联组成的滤波网络与电源连接；

比较判决单元(101)采用一个比较器电路，将检波单元(100)输出的信号与参考信号Vref进行比较，产生判决信号，判决信号交叉耦合逻辑反相器(102)；

交叉耦合逻辑反相器(102)包括多个基本的交叉耦合逻辑反相器，多个基本的交叉耦合逻辑反相器串联连接，输入端连接到比较判决单元(101)的输出，输出端连接到缓冲单元(103)的输入；

控制信号产生和缓冲单元(103)包括多个反相器链，输入端连接到交叉耦合逻辑反相器(102)的输出，每个反相器链连接对应的射频开关；

比较判决单元(101)采用比较器电路，用于将检波单元(100)输出的信号与参考信号Vref比较后产生判决信号，并发送至交叉耦合逻辑反相器(102)；

基于并联型单开关可配置电感200和并联型单开关可配置电容202组成一种人工非线性的Π型低通匹配电路；基于串联型单开关可配置电感201和串联型单开关可配置电容203组成一种人工非线性的Π型低通匹配电路；基于T型低通网络的相位补偿网络PCN，通过PCN控制逻辑控制器射频开关的通断，实现对功放饱和与回退两种工作状态之间相位差的补偿。

2.根据权利要求1所述的基于人工非线性匹配网络的射频功率放大电路，其特征在于，人工非线性匹配网络包括基于射频开关控制的可配置无源元件，包括并联型二元可配置电感(200)和串联型二元可配置电感(201)，并联型二元可配置电感(200)连接射频开关S1，串联型二元可配置电感(201)连接射频开关S2，通过控制射频开关S1和S2的通断使联型二元可配置电感(200)和串联型二元可配置电感(201)产生任意两种有效电感值。

3.根据权利要求2所述的基于人工非线性匹配网络的射频功率放大电路，其特征在于，并联型二元可配置电感(200)中，电感L1和射频开关S1串联连接后与电感L2并联连接；串联型二元可配置电感(201)中，电感L3与并联连接的射频开关S2和电感L4电路串联连接。

4.根据权利要求1所述的基于人工非线性匹配网络的射频功率放大电路，其特征在于，人工非线性匹配网络包括基于射频开关控制的可配置无源元件，可配置无源元件包括并联型二元可配置电容(202)和串联型二元可配置电容(203)，并联型二元可配置电容(202)连接射频开关S3，串联型二元可配置电容(203)连接射频开关S4，通过控制射频开关S3和S4的通断使并联型二元可配置电容(202)和串联型二元可配置电容(203)产生任意两种有效电容值。

5.根据权利要求4所述的基于人工非线性匹配网络的射频功率放大电路，其特征在于，并联型二元可配置电容(202)中，电容C1和射频开关S3串联后与电容C2并联连接；串联型二元可配置电容(203)中，电容C4与射频开关S4并联连接后与电容C4串联连接。