[发明专利]一种基于移动基站的可重构四波段功率放大器

说明书

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于移动基站的可重构四波段功率放大器，包括宽带输入匹配电路、可重构四波段输出匹配电路和多波段偏置电路，宽带输入匹配电路与可重构四波段输出匹配电路连接，多波段偏置电路分别与宽带输入匹配电路和可重构四波段输出匹配电路连接；可重构四波段输出匹配电路中分别插接有第一PIN二极管开关和第二PIN二极管开关；本发明利用单刀单掷PIN开关调节输出匹配网络结构，实现了四个频段处输出匹配网络的自由切换；实测结果表明在890MHz、2010MHz、945MHz、2600MHz时，可重构四波段功放的小信号增益均大于10.6dB，饱和输出功率大于38.7dBm，功率附加效率不低于33.4％；同时具有高平坦度的特点，整体电路结构简单。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于移动基站的可重构四波段功率放大器。

背景技术

随着无线通信系统的发展，不同工作频段和标准将并存，不同信号的工作模式是不一样的，这就要求通信系统中的器件都可以工作在多种模式下，功率放大器作为无线通信系统中的核心器件，这种需求给功放设计带来了很大挑战。对此，国内外科研工作者都在积极研究一种可满足不同频段要求的功率放大器，目前国内关于可重构的研究较少，但国外已经走在前沿，所以当下已成为我国科研在未来无线通信系统上的热点。当前研究的多波段可重构放大器的增益和效率较差，可重构电路设计和元器件值得计算较为复杂，所以可重构匹配电路理论需要不断地创新，电路结构需简化，所以在当今的研究中主要就是对上述的难点难题进行研究，研究出简单通用的匹配结构成为重点。

目前，现有技术中，2014年，徐谦等人用PIN开关控制匹配电路中电容的接入(图1)，设计了一款工作在1.75GHz、2.1GHz和2.6GHz的可重构多波段功率放大器，测试结果表明在三个频段内增益达到12～14dB。但其匹配电路是由接入固定电容值实现的，电路实现起来比较困难。

另外，现有技术利用基于SiC二极管的动态阻抗匹配网络设计了一款工作于685MHz和1.84GHz的可变负载双带功率放大器(图2)，工作频点下的饱和漏极效率可以达到75％和60％，10dB功率回退效率分别为43.5％和49.5％，采用具有6.5dB峰均比的宽带码分多址移动通信系统(WCDMA)信号测试其漏极效率分别为56％和54％，相邻信道功率比(ACPR)分别为-49dBc和-47.5dBc。但多波段可重构放大器的增益和效率较差，可重构电路设计和元器件值得计算较为复杂。

因此，为满足现代无线通信系统对多模式多频带功放的要求，本申请有必要设计一种基于移动基站的可重构四波段功率放大器，以解决上述技术问题。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种基于移动基站的可重构四波段功率放大器，利用单刀单掷PIN开关调节输出匹配网络结构，实现了四个频段处输出匹配网络的自由切换。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：

一种基于移动基站的可重构四波段功率放大器，包括宽带输入匹配电路、可重构四波段输出匹配电路和多波段偏置电路，所述宽带输入匹配电路与可重构四波段输出匹配电路连接，所述多波段偏置电路分别与宽带输入匹配电路和可重构四波段输出匹配电路连接；所述可重构四波段输出匹配电路中分别插接有第一PIN二极管开关和第二PIN二极管开关。

进一步地，所述可重构四波段输出匹配电路为双“π”型结构。

进一步地，所述可重构四波段输出匹配电路能够实现两个双波段的阻抗匹配，即四个不同频率f₁、f₂、f₃和f₄的阻抗匹配；所述可重构四波段输出匹配电路在开关闭合和断开状态时，均可等效为一个具有双特性阻抗的四分之一阻抗变换器；