[实用新型]基于谐波控制电路的双带功率放大器

说明书

本实用新型公开了一种基于谐波控制电路的双带功率放大器及其设计方法，包括晶体管、双带偏置电路、双带输入匹配电路、谐波控制电路、双带基波匹配电路。其中，谐波控制电路输入端连接晶体管漏极，输出端连接双带基波匹配电路。本实用新型通过改变传统双带谐波控制网络的输出阻抗条件，使功率放大器在低频点和高频点分别满足逆F类和F类功率放大器的特征，减轻了两频点之间的影响，提高了效率。同时对低频点三次谐波和高频点二次谐波进行结合，降低了谐波电路的计算复杂度。

技术领域

本实用新型属于射频电路技术领域，涉及提出了一种基于谐波控制电路的双带功率放大器。

背景技术

功率放大器作为射频收发系统中的重心和前端部分，其性能对整个通信系统有着很大的影响，因此高效率，宽频带的功率放大器是提高通信质量的关键因素。非线性放大器由于其对效率和输出功率的有效提升一直是功率放大器的研究热点，其中F类和逆F类功率放大器由于拥有出色谐波控制能力和简单的电路而广泛使用。

双频带功率放大器需要工作在两个不同的频率点，如何在两频率点同时拥有高效率是一个很难的问题。现有对于双频带功率放大器效率提升的方法比较少，大部分仅仅是将单带功率放大器的谐波控制方法直接运用在双频带功率放大器上。

然而，传统的F类或逆F类的谐波控制方法在运用到双带上时会产生问题。例如，如果单纯的使用两频点二次谐波短路，三次谐波开路，低频点的三次谐波与高频点的二次谐波在频率差较近时会互相影响，从而导致效率下降。由此可见传统的双带谐波控制方法并不能同时对两个频点的谐波进行较好的控制，反而会使两频点之间相互影响，导致效率的下降。

因此，有必要提出一种改进的谐波控制电路，来优化双频带谐波控制。

实用新型内容

本实用新型针对双带功率放大器谐波控制上的不足，提出了一种基于谐波控制电路的双带功率放大器，通过改变功率放大器的输出阻抗条件来改变谐波匹配方式，使两频点分别工作于不同的模式，从而减轻两频点在谐波匹配过程中的相互影响，在保证带宽的同时有效提升效率；同时通过对低频点三次谐波和高频点二次谐波进行结合，简化了计算的复杂度，具有良好的应用价值。

为达到上述目的，本实用新型将采用以下技术方案：

基于谐波控制电路的双带功率放大器，包括晶体管、双带栅极偏置电路、双带输入匹配电路、谐波控制电路、双带漏极偏置电路、双带基波匹配电路；

所述的双带输入匹配电路输入端连接50Ω阻抗，输出端连接晶体管栅极，将50Ω阻抗通过合理的阻抗匹配匹配到晶体管阻抗。

所述的栅极偏置电路、漏极偏置电路分别连接晶体管输入、输出端用于提供直流电压，维持功率放大器的正常工作。

所述的谐波控制电路输入端连接晶体管漏极，输出端连接双带基波匹配电路输入端。

所述的双带基波匹配电路输出端连接50Ω负载阻抗，将其输入端两频点的基波阻抗匹配到负载阻抗。

谐波控制电路进一步包含串联微带线T1、T2、T3、T7，并联微带线T4、T5、T6。其中，第三微带线(T3)一端分别与第六微带线(T6)和第二微带线(T2)连接，第六微带线(T6)与第三微带线(T3)共同控制高频三次谐波。第二微带线(T2)另一端分别与第五微带线(T5)、第一微带线(T1)相连，第五微带线(T5)分别与第二、三微带线(T2、T3)及第六微带线(T6)共同控制低频三次谐波和高频二次谐波。第一微带线(T1)另一端与第四微带线(T4)和晶体管漏极输出端相连，第四微带线(T4)与第一、二、三微带线(T1、T2、T3)及第五、六微带线(T5、T6)共同控制低频二次谐波。