[发明专利]一种基于温度补偿的宽带高功率放大器

说明书

本发明涉及一种基于温度补偿的宽带高功率放大器结构，属于高功率放大器领域。结构包括两部分：一是温度补偿部分，它包含电压线性降低电路、电压等比放大电路、电阻分压电路；二是高功率放大器部分，它包含功率分配/合成网络和两路功放支路。其中，温度补偿部分能使输出电压随温度线性变化，随后对输出电压稳定放大，并根据需求调整输出电压分配。功率分配/合成网络采用威尔金森结构；两路功放支路采用多节λ/4阶梯阻抗变换网络，在拓宽带宽的同时实现滤波性能。本发明针对高功率放大器在高温情况下直流特性会恶化，设计温度补偿电路，改善其直流特性，从而优化高功率放大器的效率、增益、功率等性能。

技术领域

本发明属于高功率放大器领域，涉及一种基于温度补偿的宽带高功率放大器。

背景技术

如今，高功率放大器在无线通信和测试仪器领域有着重要的应用。例如，当进行长距离的高数据传输时，需要无线通信系统中所使用的功率放大器具有更高的线性输出功率来支撑数据的传输；同样，在测试仪器领域中最典型的当属汽车EMC测试功放，测试所用的功放最大的特性便是高功率，用于满足测试系统的需求。

当前高功率放大器选用材料最广的当属AlGaN/GaN材料。当GaN HEMT在较大漏极电压下工作时,其本身将会产生一定量的功率耗散，而这部分耗散功率将会在器件内部产生相应的热量使得器件的结温有一个非常明显的升高，而结温的提升不仅仅会影响到器件的直流特性，同样会加速器件自身的失效。为了改善直流特性的恶化，设计一种改变栅极电压从而弥补功放直流特性的结构。

鉴于此，设计一种基于温度补偿的宽带高功率放大器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于温度补偿的宽带高功率放大器。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于温度补偿的宽带高功率放大器，包括：温度补偿部分、高功率放大器部分。其中，

温度补偿部分：依次为电压线性降低、电压等比放大、电阻分压电路。

电压线性降低电路使用LMT70模拟温度传感器作为核心器件，能够使输出电压进行线性变化；电压等比放大电路中采用运算放大器对输出电压进行放大；电阻分压电路则使用了电阻比为1：5进行分压。

高功率放大器部分：依次为功率分配/合成网络、两路功放支路。

功率分配/合成网络使用威尔金森功分结构，采用二阶的目的是拓展工作带宽，具有更好的功分/合成效果。

功率分配网络：使用等分威尔金森功分结构，将输入信号以1：1的功分比分别输入上下两路相同的功分支路。

上支路功放：栅极偏置网络、输入匹配网络、功放管、漏级偏置网络、输出匹配网络以及用于连接的微带线和耦合、隔直电容，上支路功放属于AB类。

下支路功放：栅极偏置网络、输入匹配网络、功放管、漏级偏置网络、输出匹配网络以及用于连接的微带线和耦合、隔直电容，下支路功放属于AB类。

功率合成网络：将功率分配网络反接，同样使用二阶的威尔金森功分结构，将上支路与下支路输出的信号进行合成并输出。

输入和输出匹配网络均采用多节λ/4阶梯阻抗变换网络。该匹配网络拥有宽带匹配的性能，并且反射系数较低，可提高功放其他性能参数，如输出功率和效率；同时带通滤波器结构有一定谐波抑制作用，也能进一步提高功放的效率。

优选的，所述温度补偿电路使用LMT70模拟温度传感器，其具有较宽的温度变化范围以及精度高的特点，能够产生线性的电压变化；使用运算放大器进行电压叠加简洁有效；电阻分压可根据所需的变化量自由调节电阻比达到需要的幅值。

进一步，所述功率分配/合成网络均采用二阶威尔金森功分器。