[发明专利]基于谐波终端优化高效率K波段MMIC功率放大器

摘要

本发明公开了一种基于谐波终端优化高效率K波段MMIC功率放大器。MMIC功率放大器为三级放大器及四级微带微带匹配网络的结构。主要包括输入级匹配网络，L型微带单节短截线匹配结构；第一级放大器，pHEMT共源放大器管芯；第一级中间级匹配电路，π型微带双短截线匹配结构；第二级放大器，pHEMT共源放大器管芯；第二级中间级匹配电路，微带多节短截线匹配结构；第三级放大器，pHEMT共源放大器管芯；输出级匹配电路，微带多节短截线匹配结构。本发明放大器具有非线性谐波能量小的特点，从而提升放大器工作在压缩状态时的电源附加效率，并且在K波段具有增益高，带内平坦度好，体积小等优点，适用于微波TR组件系统。

主权项

1.一种基于谐波优化高效率K波段MMIC功率放大器，其特征在于：此放大器包括三级放大器以及四级匹配网络的微带线结构，所述的三级放大器包括第一级共源放大器pHEMT管芯（1）及稳定性电阻（2），第二级共源放大器pHEMT管芯（3）及稳定性电阻（4），第三级共源放大器pHEMT管芯（5）及稳定性电阻（6）；所述的四级匹配网络的微带线结构包括输入级匹配网络微带线结构、第一级中间级匹配网络微带线结构、第二级中间级匹配网络微带线结构、输出级匹配网络微带线结构；所述的输入级匹配网络微带线结构为单节短截线匹配结构，包括短路短枝节微带线（7）及串联微带线（8）；所述的第一级中间级匹配网络微带线结构为π型微带双短截线匹配结构，包括串联微带线（9）、短路短枝节微带线（10）、短路短枝节微带线（11）、串联微带线（12）；所述的第二级中间级匹配网络微带线结构为微带多节短截线匹配结构，包括串联微带线（13）、短路短枝节微带线（14）、开路短枝节微带线（15）、串联微带线（16）、短路短枝节微带线（17）、并联电容（18）；所述的输出级匹配网络微带线结构为微带多节短截线匹配结构，包括并联电容（19）、串联微带线（20）、开路短枝节微带线（21）、串联微带线（22）、短路短枝节微带线（23）；所述的输入级匹配网络微带线结构为包括短路短枝节微带线（7）、与第一级管芯稳定性电阻（2）相连的串联微带线（8），其中短路短枝节微带线（7）同时用于第一级共源放大器pHEMT管芯（1）栅极的直流馈电Vg1；所述的第一级中间级匹配网络微带线结构为π型微带双短截线匹配结构包括与第一级pHEMT共源放大器管芯（1）漏极相连的串联微带线（9），短路短枝节微带线（10），短路短枝节微带线（11），与第二级管芯稳定性电阻（4）相连的串联微带线（12），其中短路短枝节微带线（10）同时用于第一级共源放大器pHEMT管芯（1）漏极的直流馈电Vd1，其中短路短枝节微带线（11）同时用于第二级共源放大器pHEMT管芯（3）栅极的直流馈电Vg2；所述的第二级中间级匹配网络微带线结构为微带多节短截线匹配结构包括与第二级共源放大器pHEMT管芯（3）漏极相连的串联微带线（13）、短路短枝节微带线（14）、开路短枝节微带线（15）、与两枝节点相连串联微带线（16）、短路短枝节微带线（17）、与第三级管芯稳定性电阻（6）相连的并联电容（18），其中短路短枝节微带线（14）同时用于第二级共源放大器pHEMT管芯（3）漏极的直流馈电Vd2，其中短路短枝节微带线（17）同时用于第三级共源放大器pHEMT管芯（5）栅极的直流馈电Vg3，其中开路短枝节微带线（15）为二次谐波的四分之一波长开路短枝节微带线，用于在所述第二级中间级匹配网络中引入二次谐波短路点，其中并联电容（18）用于调整到第三级共源放大器pHEMT管芯（5）二次谐波输入阻抗的最佳电源效率点的相位；所述的输出级匹配网络微带线结构为微带多节短截线匹配结构包括与第三共源放大器pHEMT管芯（5）漏极相连的并联电容（19）、与第三级共源放大器pHEMT管芯（5）漏极相连的串联微带线（20）、开路短枝节微带线（21）、与两枝节点相连串联微带线（22）、短路短枝节微带线（23），其中短路短枝节微带线（21）同时用于第三级共源放大器pHEMT管芯（5）漏极的直流馈电Vd3，其中开路短枝节微带线（21）为二次谐波的四分之一波长开路短枝节微带线，用于在所述输出级匹配网络中引入二次谐波短路点，其中并联电容（19）用于调整到到第三共源放大器pHEMT管芯（5）二次谐波输出阻抗的最佳电源效率点的相位。