宽带射频功率放大器的制作方法

本技术一般涉及功率放大器领域，具体涉及一种宽带射频功率放大器。

背景技术：

1、随着移动通信、卫星通讯、物联网和雷达军用等相关应用的快速发展，宽带射频功率放大器作为相关应用系统的核心器件，其面临更高的设计需求，如小尺寸、高效率、高增益以及高线性度。

2、现有的宽带射频功率放大器的设计存在以下问题：在最大的输出功率工况下，射频功率放大器的输出信号产生大量的谐波分量，不但降低了芯片工作的效率，还会恶化线性性能指标，对其他信道的信号造成干扰。对此，现有技术中通过增加滤波器等器件以减少对其他信道的影响，但是增加了射频功率放大器的芯片的面积，并且增加了系统的硬件成本。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种宽带射频功率放大器。

2、本实用新型实施例提供一种宽带射频功率放大器，包括：集成在同一芯片上且依次电性连接的输入匹配电路、第一级放大电路、级间匹配电路、第二级放大电路以及输出匹配电路；

3、所述输入匹配电路连接于射频信号输入端和所述第一级放大电路的输入端之间；

4、所述级间匹配电路连接于所述第一级放大电路的输出端和所述第二级放大电路的输入端之间；

5、所述输出匹配电路连接于所述第二级放大电路的输出端和射频信号输出端之间；

6、其中，所述输出匹配电路包括：馈电电感、二次谐波抑制单元、第一匹配单元、第二匹配及高次谐波抑制单元，所述馈电电感的第一端连接第一供电电源，所述馈电电感的第二端连接所述第二级放大电路的输出端，所述第二级放大电路的输出端连接所述馈电电感的第二端以及所述二次谐波抑制单元，且所述第二级放大电路还依次通过所述第一匹配单元以及所述第二匹配及高次谐波抑制单元连接至所述射频信号输出端。

7、在一些示例中，所述二次谐波抑制单元包括：第一电容和第一微带线电感；

8、所述第一电容的一端连接所述第二级放大电路的输出端，所述第一电容的另一端经所述第一微带线电感接地。

9、在一些示例中，所述第一匹配单元包括：第二电容和第二微带线电感；

10、所述第二电容的一端连接所述第二级放大电路的输出端，另一端经所述第二微带线电感接地；

11、所述第二电容的另一端还连接所述第二匹配及高次谐波抑制单元。

12、在一些示例中，所述第二匹配及高次谐波抑制单元包括：第三微带线电感、第三电容和第四微带线电感；

13、所述第三微带线电感的一端连接所述第一匹配单元，另一端经依次经所述第三电容、所述第四微带线电感接地；

14、所述第三微带线电感的另一端还连接所述射频信号输出端。

15、在一些示例中，所述第二级放大电路和所述第一级放大电路采用相同的结构。

16、在一些示例中，所述第一级放大电路包括：基极电容、基极电阻、第一异质结双极型晶体管以及偏置电路；

17、所述第一异质结双极型晶体管的基极依次通过所述基极电阻、所述基极电容连接到所述输入匹配电路的输出端，所述第一异质结双极型晶体管的集电极连接所述级间匹配电路的输入端，所述第一异质结双极型晶体管的发射极接地，所述偏置电路的输出端通过所述基极电阻连接到所述第一异质结双极型晶体管的基极；

18、所述偏置电路包括分压电阻、分压电感、第二异质结双极型晶体管、第三异质结双极型晶体管、第四异质结双极型晶体管、线性补偿电容以及镇流电阻；

19、所述第二异质结双极型晶体管的集电极连接偏置电压，所述第二异质结双极型晶体管的基极连接所述第三异质结双极型晶体管的基极以及所述线性补偿电容的一端，所述第二异质结双极型晶体管的发射极连接所述镇流电阻的一端，所述镇流电阻的另一端作为所述偏置电路的输出端，所述线性补偿电容的另一端接地；

20、所述第三异质结双极型晶体管的集电极依次通过所述分压电感、所述分压电阻连接所述偏置电压，所述第三异质结双极型晶体管的发射极连接所述第四异质结双极型晶体管的基极和集电极，所述第四异质结双极型晶体管的发射极接地。

21、在一些示例中，所述输入匹配电路包括：第五微带线电感、第一电阻和第四电容；

22、所述输入匹配电路的输入端依次通过所述第五微带线电感、所述第一电阻接地，所述输入匹配电路的输入端还连接所述第四电容的一端，所述第四电容的另一端连接所述输入匹配电路的输出端。

23、在一些示例中，所述第四电容为隔直电容。

24、在一些示例中，所述级间匹配电路包括：调试电阻、第六微带线电感、第五电容、第七微带线电感；

25、所述第六微带线电感的一端连接第二供电电源，另一端通过所述调试电阻连接所述第一级放大电路的输出端；

26、所述第六微带线电感的另一端还连接所述第五电容的一端、所述第七微带线电感的一端以及所述第二级放大电路的输入端；

27、所述第七微带线电感的另一端接地。

28、在一些示例中，所述第五电容为隔直电容。

29、本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

30、1、本实用新型实施例提供的宽带射频功率放大器，由两级放大电路级联输入匹配电路、级间匹配电路以及输出匹配电路，其中输出匹配电路依靠二次谐波抑制单元对二次谐波进行抑制，第二匹配及高次谐波抑制单元对高次谐波进行抑制，具有谐波抑制的作用；第一匹配单元和第二匹配及高次谐波抑制单元具有阻抗宽带匹配的作用。本实用新型在不增加芯片面积的情况下有效抑制输出信号中的谐波分量，提升宽带射频功率放大器的效率和线性，使得宽带射频功率放大器整体具有带宽较宽、线性度好、谐波抑制良好的特点。

31、2、本实用新型的宽带射频功率放大器集成在同一芯片上，其中第一级放大电路和第二级放大电路结构相同且均采用具有温度补偿作用的偏置电路，为集成该宽带射频功率放大器的芯片的高低温性能提供良好的保障，同时偏置电路对线性性能有一定的补偿能力，有效的提升了芯片性能；

32、3、本实用新型中输入匹配电路由第一电阻和第五微带线电感串联接地后，与第四电容构成的lc高通滤波网络实现，形成的低频高阻抗在很大程度上阻挡了杂波信号进入，有效的抑制射频信号输入端的低频杂波信号干扰和实现阻抗变换的功能。

33、4、本实用新型中级间匹配电路包括第六微带线电感以及第五电容和第七微带线电感构成的cl高通滤波网络，形成第一级放大电路和第二级放大电路的最优阻抗匹配和滤波，保障了电路性能。

技术特征：

1.一种宽带射频功率放大器，其特征在于，包括：集成在同一芯片上且依次电性连接的输入匹配电路、第一级放大电路、级间匹配电路、第二级放大电路以及输出匹配电路；

2.根据权利要求1所述的宽带射频功率放大器，其特征在于，所述二次谐波抑制单元包括：第一电容和第一微带线电感；

3.根据权利要求1所述的宽带射频功率放大器，其特征在于，所述第一匹配单元包括：第二电容和第二微带线电感；

4.根据权利要求1所述的宽带射频功率放大器，其特征在于，所述第二匹配及高次谐波抑制单元包括：第三微带线电感、第三电容和第四微带线电感；

5.根据权利要求1所述的宽带射频功率放大器，其特征在于，所述第二级放大电路和所述第一级放大电路采用相同的结构。

6.根据权利要求5所述的宽带射频功率放大器，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的宽带射频功率放大器，其特征在于，所述输入匹配电路包括：第五微带线电感、第一电阻和第四电容；

8.根据权利要求7所述的宽带射频功率放大器，其特征在于，所述第四电容为隔直电容。

9.根据权利要求1所述的宽带射频功率放大器，其特征在于，所述级间匹配电路包括：调试电阻、第六微带线电感、第五电容、第七微带线电感；

10.根据权利要求9所述的宽带射频功率放大器，其特征在于，所述第五电容为隔直电容。

技术总结本技术公开一种宽带射频功率放大器，包括：顺次连接的输入匹配电路、第一级放大电路、级间匹配电路、第二级放大电路以及输出匹配电路；其中，输出匹配电路包括：馈电电感、二次谐波抑制单元、第一匹配单元、第二匹配及高次谐波抑制单元，馈电电感的第一端连接第一供电电源，馈电电感的第二端连接第二级放大电路的输出端，第二级放大电路的输出端连接馈电电感的第二端以及二次谐波抑制单元，且第二级放大电路还依次通过第一匹配单元以及第二匹配及高次谐波抑制单元连接至射频信号输出端。本方案在不增加芯片面积的情况下有效抑制输出信号中的谐波分量，使得宽带射频功率放大器整体具有带宽较宽、线性度好、谐波抑制良好的特点。技术研发人员：谭理,方家兴,陈吉,路烜,杨实受保护的技术使用者：至晟（临海）微电子技术有限公司技术研发日：20231129技术公布日：2024/7/18