[发明专利]一种跨越四倍频的可重构混合连续F类超宽带功率放大器

说明书

本发明公开了一种跨越四倍频的可重构混合连续F类超宽带功率放大器，包括依次连接的输入端口、可重构输入匹配电路、PIN开关、偏置电路、单刀双掷开关、2.4～4GHz输出匹配电路、0.9～2.5GHz输出匹配电路、输出端口。本发明将可重构技术和混合连续理论二者优势结合，充分发挥了多模式多频段功放的优势，采用单刀双掷开关将分散的两段频带进行交叉结合，一方面既使得功放具有良好的效率性能，能够有效地拓宽其工作带宽，另一方面排除了谐波抑制结构带来的影响，发挥多模多带功放的优势，将丰富的基波和谐波最优阻抗解空间扩大，规避设计传统宽带功率放大器时需要谐波开路和短路的局限，使设计时具有更强的自由度，同时具有超宽带、高效率、灵活性高、体积小等特点。

技术领域

本发明属于无线通讯的技术领域，尤其涉及一种跨越四倍频的可重构混合连续F类超宽带功率放大器。

背景技术

当今社会中，无线通信在人与人之间搭建起了沟通的桥梁，人们对无线通信服务暴增式需求，给无线通信技术带来了发展与变革的契机。作为无线通信系统核心部件之一的功率放大器也被提出了更高的要求。伴随着数据量的激增，功率放大器必须拓展带宽以支持激增的数据传输率和信息量，拓展功放带宽的技术一直是业内研究的难点也是热点之一。此外，“节能减排、绿色通信”一直是通信系统设计中的一大诉求和标准。由于功率放大器的功耗占据通信系统整体功耗的90％以上，所以提升功率放大器的效率对降低运营成本、实现“绿色通信”、延长设备寿命具有十分重要的意义。

连续型工作模式的功放理论将传统的阻抗点之间匹配的唯一论推翻，通过引入一个控制参数实现阻抗空间之间的匹配，降低了阻抗匹配苛刻程度，成为功放拓宽带宽的有效方法；在连续型理论的基础上，业内学者更是将其升级成通过三个控制参数转化匹配空间的混合连续型功放理论，与连续型功放理论相比，它拥有更宽阔的阻抗匹配空间，能够实现更加优越的带宽性能。

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跨越四倍频的可重构混合连续F类超宽带功率放大器，能够规避传统谐波抑制类功率放大器二次谐波、三次谐波短路、开路与工作带宽相矛盾的情况，将最优基波阻抗点拓展为阻抗解空间，使得纯阻性基波阻抗和谐波阻抗不再是唯一解，而是一定区域内解的集合空间，从而极大地拓宽了功放的工作频带。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种跨越四倍频的可重构混合连续F类超宽带功率放大器，包括依次连接的输入端口、可重构输入匹配电路、PIN开关、偏置电路、单刀双掷开关、2.4～4GHz输出匹配电路、0.9～2.5GHz输出匹配电路、输出端口。

可选的，所述可重构输入匹配电路包括微带传输线。

可选的，所述2.4～4GHz输出匹配电路、0.9～2.5GHz输出匹配电路通过单刀双掷开关与晶体管连接。

由上，本发明将可重构技术和混合连续理论二者优势结合，充分发挥了多模式多频段功放的优势，采用单刀双掷开关将分散的两段频带进行交叉结合，一方面既使得功放具有良好的效率性能，且能够有效地拓宽其工作带宽，另一方面排除了谐波抑制结构带来的影响，发挥了多模多带功放的优势。将丰富的基波和谐波最优阻抗解空间扩大，规避了设计传统宽带功率放大器时需要谐波开路和短路的局限，使得设计时具有更强的自由度，同时具有超宽带、高效率、灵活性高、体积小等特点。

本发明采用可重构技术将两段离散频带进行交叉整合，并通过开关加以控制，从而使功率放大器具有跨越四倍频的工作带宽。此外根据混合连续型功放的设计原理，将丰富的基波和谐波最优阻抗解空间扩大，规避了设计传统宽带功率放大器时需要谐波开路和短路的局限，使得设计时具有更强的自由度，使得此功放同时具有超宽带、高效率、灵活性高、体积小等特点；本发明的功放结构能够实现0.9～4GHz的频带内以PAE72％的高效率工作，带内增益12dB，能够满足5G时代激增的数据传输速率和信息量，对实现“节能减排、绿色通信”的目标，具有重要的意义。