[发明专利]一种低噪声射频功率放大电路

说明书

本发明公开了一种低噪声射频功率放大电路，包括两级放大器电路，两级放大电路包括第一级共集电极放大电路和第二级共射极放大电路。两级放大器电路放大电路分别包含了偏置电压电路、输入匹配和输出匹配和射极电阻电容电感匹配电路。所述的偏置电压电路可使用任意电压控制电路，需保证提供所需的电压和电流。输入匹配和输出匹配电路使用LC/LRC/RC以及相关组合电路皆可。本发明只用基本放大器电路组合得到所需的低噪声大功率放大电路，电路结构简单，且在保证输出功率的基础上，减少噪声恶化，特别是近端频率的噪声恶化，能够极大的减少拥有优异噪声的信号特别是超低噪声晶振的输出信号近端噪声，充分发挥了晶振的超低噪声优势。

技术领域

本发明涉及射频功率放大电路技术领域，尤其涉及的是，一种低噪声射频功率放大电路。

背景技术

随着电子设备对合成源的要求越来越高，对于合成源的频谱要求特别是相位噪声指标越来越高。作为合成源核心模块的参考信号直接影响输出信号的相位噪声水平。而一般参考信号为射频信号，由高稳晶振通过倍频混频等方式产生，在生成所需频率过程中，必然需要对信号进行放大处理，特别是倍频环节，所需的功率很高，因此，采用的放大器电路需要兼容功率和单边带相位噪声指标要求。现低噪声放大器采用噪声系数(NF)和1dB压缩点(P1dB)表征功率和噪声水平。NF越低表征放大器电路引入的噪声越小；P1dB表征放大器线性工作能达到的最大功率水平。而基本放大电路有共集电极、共射极和共基极三种，现有射频功率放大电路基本采用共射极电路，这种方式能够有较大的放大倍数，但是由于进行了电流和电压的放大，引入的噪声较高，而共集电极电路对于功率放大倍数较小，但由于只进行了电流放大，引入的噪声较小且驱动能力更强。由于当前频率合成器的相位噪声水平要求不高，导致对于射频放大电路噪声要求不高，然而，现有晶振的近端相位噪声水平已经做到-185dBc/Hz，远远低于热噪底水平，现有的射频放大电路在对此类信号进行放大后，极大的恶化了近端噪声水平，高端晶振的优势会被完全抵消。在当前射频放大电路中，电路结构基本为利用低噪声晶体管作为放大核心器件，通过调整合适的静态工作点以及对放大电路输入和输出进行匹配设计，形成低噪声放大器电路从而达到低噪声水平。然而，此类放大器所描述的低噪声为低噪声系数，表征的是输出信号在输入信号的基础上引入的噪声大小，引入的噪声为整个频域范围内的所有噪声总和，对于引入的噪声分布在何处不做处理，导致放大器对近端频率噪声恶化较为严重，影响输出信号的相位噪声水平。另外，当前放大器针噪声系数(NF)、增益和饱和功率之间存在矛盾，现有放大器针对需求不同做了一定的平衡处理。

现有技术的缺点是电路复杂、调试工作量大，对于放大器静态工作点和工作电源的要求较高，且灵敏度较高，由于选用的元器件精度不同，调试工作量较大；在放大器选型方面，对于放大器的1dB压缩点和NF系数要求较高。

发明内容

本发明提出一种低噪声射频功率放大电路，在保证输出大功率的同时，对于输出信号的近端频率噪声就行优化，解决近端相位噪声恶化问题。

本发明的技术方案如下：一种低噪声射频功率放大电路，包括两级放大器电路，所述两级放大电路包括：第一级共集电极放大电路与第二级共射极放大电路级联连接；所述两级放大器电路放大电路分别包含了偏置电压电路、输入匹配电路和输出匹配电路和射极电阻电容电感匹配电路；所述的偏置电压电路使用任意电压控制电路；两级放大器电路形式对信号进行放大，首先通过第一级共集电极放大电路进行驱动，然后通过第二级共射极放大电路进行功率放大，达到所需的功率要求。

上述中，所述两级放大器电路的噪声系数计算公式为：NF＝NF1+NF2/G1；其中NF为两级放大器电路后的总噪声系数，NF1为第一级共集电极放大电路噪声系数，NF2为第二级共射极放大电路噪声系数，G1为第一级共集电极放大电路放大增益。

上述中，两级放大器电路中的DC模块用于提供偏执电压，通过调整合适的两级放大器电路静态工作点，使得两级放大器电路分别工作在所需的最佳状态。