【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及信號傳輸設(shè)備，具體為基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器及方法。
技術(shù)介紹
1、射頻功率放大器是射頻前端不可或缺的關(guān)鍵組件，其主要作用是將調(diào)制振蕩電路產(chǎn)生的低功率射頻信號放大到足夠大功率，從而保證信號的可靠傳輸。高功率輸出、高效率、寬工作帶寬、高線性度是射頻功率放大器設(shè)計追求的四大目標指標，這些指標直接關(guān)系到射頻前端的性能指標，例如信號強度、覆蓋范圍、穩(wěn)定性和功耗等。
2、晶體管本身具有較高的增益特性，導(dǎo)致其容易發(fā)生振蕩，影響穩(wěn)定工作。在相關(guān)技術(shù)中，常用的穩(wěn)定措施主要通過引入rc負反饋或rc并聯(lián)穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)來降低射頻信號的增益；rc負反饋將輸出信號與輸入信號之間進行比較，并將比較結(jié)果返回到晶體管的輸入端，以減小放大器的增益，進而改善其穩(wěn)定性；rc并聯(lián)穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)通過在射頻通路上引入電阻元件來降低射頻信號的增益，從而達到穩(wěn)定射頻功率放大器的目的。然而，這些穩(wěn)定措施的本質(zhì)是通過降低功率放大器的增益來提高穩(wěn)定性，降低增益的同時也導(dǎo)致了輸出功率下降，降低了功率放大器的效率，增加了功耗，成為了限制射頻功率放大器性能發(fā)展的主要瓶頸。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于上述問題，第一方面，本專利技術(shù)實施例提供了基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，所述基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器包括：晶體管、反饋網(wǎng)絡(luò)、偏置電路和穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，其中，所述晶體管用于放大輸入的射頻信號；所述反饋網(wǎng)絡(luò)連接所述晶體管的柵極和漏極，所述反饋網(wǎng)絡(luò)對基頻信號呈現(xiàn)低阻抗，且對二次諧波和三次諧波信號呈現(xiàn)高阻抗，所述
2、在其中一個實施例中，所述基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器還包括：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)連接于所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接于所述晶體管的柵極，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)用于將源阻抗與所述晶體管的輸入阻抗進行共軛匹配；所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)連接于所述晶體管的漏極，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)用于將負載阻抗與所述晶體管的輸出阻抗進行共軛匹配。
3、在其中一個實施例中，所述偏置電路包括柵極偏置電路和漏極偏置電路，所述柵極偏置電路連接于所述晶體管的柵極，所述柵極偏置電路用于為所述晶體管的柵極提供偏置電壓；所述漏極偏置電路連接于所述晶體管的漏極，所述漏極偏置電路用于為所述晶體管的漏極提供偏置電壓。
4、在其中一個實施例中，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括電容c0、電容c1、電感l(wèi)0和電容c2，所述電容c0、電感l(wèi)0和電容c2依次串聯(lián)連接，所述電容c0、電感l(wèi)0和電容c2的串聯(lián)組合的輸入端與射頻信號輸入端連接，所述電容c0、電感l(wèi)0和電容c2的串聯(lián)組合的輸出端連接于所述晶體管的柵極，所述電容c1的第一端連接于所述電感l(wèi)0和電容c2之間，所述電容c1的第二端接地連接。
5、在其中一個實施例中，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)包括電容c4和電阻r1，所述電容c4與所述電阻r1并聯(lián)連接，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)與所述晶體管的柵極連接于所述電容c4和電阻r1的并聯(lián)組合的公共接點。
6、在其中一個實施例中，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括電容c7、電容c9、電感l(wèi)5和電容c10，所述電容c10、電感l(wèi)5和電容c7依次串聯(lián)連接，所述電容c10、電感l(wèi)5和電容c7的串聯(lián)組合的輸入端連接于所述晶體管的漏極，所述電容c10、電感l(wèi)5和電容c7的串聯(lián)組合的輸出端連接于負載端，所述電容c9的第一端連接于所述電感l(wèi)5和電容c7之間，所述電容c9的第二端接地連接。
7、在其中一個實施例中，所述反饋網(wǎng)絡(luò)包括電容c5、電感l(wèi)2、電容c6和電感l(wèi)3，所述電容c5和電感l(wèi)2串聯(lián)連接，所述電容c6和電感l(wèi)3并聯(lián)連接，所述電容c5和電感l(wèi)2的串聯(lián)組合的第一端連接于所述晶體管的柵極，所述電容c5和電感l(wèi)2的串聯(lián)組合的第二端連接于所述電容c6和電感l(wèi)3的并聯(lián)組合的第一公共端，所述電容c6和電感l(wèi)3的并聯(lián)組合的第二公共端連接于所述晶體管的漏極。
8、在其中一個實施例中，所述柵極偏置電路包括電阻r0、電感l(wèi)1和電容c3，所述電感l(wèi)1的第一端接入柵極電壓，所述電感l(wèi)1的第二端與所述電阻r0的第一端連接，所述電阻r0的第二端與所述晶體管的柵極連接，所述電容c3的第一端連接于所述電感l(wèi)1的第一端，所述電容c3的第二端接地連接。
9、在其中一個實施例中，所述漏極偏置電路包括電感l(wèi)4和電容c8，所述電感l(wèi)4的第一端接入漏極電壓，所述電感l(wèi)4的第二端于所述晶體管的漏極連接，所述電容c8的第一端連接于所述電感l(wèi)4的第一端，所述電容c8的第二端接地連接。
10、本申請的第二方面還提供一種基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大方法，所述方法應(yīng)用于如上述方面所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，所述方法包括：
11、將反饋網(wǎng)絡(luò)連接于所述晶體管的柵極和漏極，所述反饋網(wǎng)絡(luò)對基頻信號呈現(xiàn)低阻抗，且對二次諧波和三次諧波信號呈現(xiàn)高阻抗，所述反饋網(wǎng)絡(luò)從所述晶體管的輸出端將一部分基頻分量返回至輸入端，以提高輸出功率和效率。
12、本申請實施例中的上述一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效果：
13、本專利技術(shù)提出了一種基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，旨在實現(xiàn)對輸入信號的高效放大并優(yōu)化輸出功率和效率。該技術(shù)通過設(shè)計一個反饋網(wǎng)絡(luò)，使該網(wǎng)絡(luò)對射頻信號中的主要基頻分量呈現(xiàn)低阻抗特性，確保其能夠順暢通過并放大，同時對需管理的二次諧波和三次諧波這樣高階頻率分量則展現(xiàn)出高阻抗特性，有效阻止它們對放大器性能的干擾。此外，技術(shù)還整合了偏置電路對晶體管的靜態(tài)工作點進行調(diào)控，從而使射頻功率放大器在ab類工作模式下；以及穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)可以防止因晶體管內(nèi)部反饋或外界條件變化引起的振蕩，確保整體系統(tǒng)運行穩(wěn)定。通過在晶體管柵極和漏極之間加入反饋網(wǎng)絡(luò)，可以從晶體管的輸出端將將一部分基頻分量回送至晶體管的輸入端，這一過程在保持射頻功率放大器穩(wěn)定運行的前提下，巧妙地提高了輸出信號的能量，提升了射頻功率放大器的功率增益和能效比，展現(xiàn)出顯著的技術(shù)效果與創(chuàng)新特色。
14、上述說明僅是本專利技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術(shù)的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本專利技術(shù)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本專利技術(shù)的具體實施方式。
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1.一種基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，包括：晶體管、反饋網(wǎng)絡(luò)、偏置電路和穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，其中，所述晶體管用于放大輸入的射頻信號；所述反饋網(wǎng)絡(luò)連接所述晶體管的柵極和漏極，所述反饋網(wǎng)絡(luò)對基頻信號呈現(xiàn)低阻抗，且對二次諧波和三次諧波信號呈現(xiàn)高阻抗，所述偏置電路連接于所述晶體管的柵極和漏極，所述偏置電路用于控制所述晶體管的靜態(tài)工作點，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)連接于所述晶體管的柵極，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)用于防止由于所述晶體管的內(nèi)部反饋或外部條件變化引起的振蕩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，還包括：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)連接于所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接于所述晶體管的柵極，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)用于將源阻抗與所述晶體管的輸入阻抗進行共軛匹配；所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)連接于所述晶體管的漏極，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)用于將負載阻抗與所述晶體管的輸出阻抗進行共軛匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述偏置電路包括柵極偏置電路和漏極偏置電路，所述柵極偏置電路連接于所述晶
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括電容C0、電容C1、電感L0和電容C2，所述電容C0、電感L0和電容C2依次串聯(lián)連接，所述電容C0、電感L0和電容C2的串聯(lián)組合的輸入端與射頻信號輸入端連接，所述電容C0、電感L0和電容C2的串聯(lián)組合的輸出端連接于所述晶體管的柵極，所述電容C1的第一端連接于所述電感L0和電容C2之間，所述電容C1的第二端接地連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)包括電容C4和電阻R1，所述電容C4與所述電阻R1并聯(lián)連接，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)與所述晶體管的柵極連接于所述電容C4和電阻R1的并聯(lián)組合的公共接點。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括電容C7、電容C9、電感L5和電容C10，所述電容C10、電感L5和電容C7依次串聯(lián)連接，所述電容C10、電感L5和電容C7的串聯(lián)組合的輸入端連接于所述晶體管的漏極，所述電容C10、電感L5和電容C7的串聯(lián)組合的輸出端連接于負載端，所述電容C9的第一端連接于所述電感L5和電容C7之間，所述電容C9的第二端接地連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述反饋網(wǎng)絡(luò)包括電容C5、電感L2、電容C6和電感L3，所述電容C5和電感L2串聯(lián)連接，所述電容C6和電感L3并聯(lián)連接，所述電容C5和電感L2的串聯(lián)組合的第一端連接于所述晶體管的柵極，所述電容C5和電感L2的串聯(lián)組合的第二端連接于所述電容C6和電感L3的并聯(lián)組合的第一公共端，所述電容C6和電感L3的并聯(lián)組合的第二公共端連接于所述晶體管的漏極。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述柵極偏置電路包括電阻R0、電感L1和電容C3，所述電感L1的第一端接入柵極電壓，所述電感L1的第二端與所述電阻R0的第一端連接，所述電阻R0的第二端與所述晶體管的柵極連接，所述電容C3的第一端連接于所述電感L1的第一端，所述電容C3的第二端接地連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述漏極偏置電路包括電感L4和電容C8，所述電感L4的第一端接入漏極電壓，所述電感L4的第二端于所述晶體管的漏極連接，所述電容C8的第一端連接于所述電感L4的第一端，所述電容C8的第二端接地連接。
10.一種基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于如權(quán)利要求1-9任意一項所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，所述方法包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，包括：晶體管、反饋網(wǎng)絡(luò)、偏置電路和穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，其中，所述晶體管用于放大輸入的射頻信號；所述反饋網(wǎng)絡(luò)連接所述晶體管的柵極和漏極，所述反饋網(wǎng)絡(luò)對基頻信號呈現(xiàn)低阻抗，且對二次諧波和三次諧波信號呈現(xiàn)高阻抗，所述偏置電路連接于所述晶體管的柵極和漏極，所述偏置電路用于控制所述晶體管的靜態(tài)工作點，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)連接于所述晶體管的柵極，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)用于防止由于所述晶體管的內(nèi)部反饋或外部條件變化引起的振蕩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，還包括：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)連接于所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接于所述晶體管的柵極，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)用于將源阻抗與所述晶體管的輸入阻抗進行共軛匹配；所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)連接于所述晶體管的漏極，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)用于將負載阻抗與所述晶體管的輸出阻抗進行共軛匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述偏置電路包括柵極偏置電路和漏極偏置電路，所述柵極偏置電路連接于所述晶體管的柵極，所述柵極偏置電路用于為所述晶體管的柵極提供偏置電壓；所述漏極偏置電路連接于所述晶體管的漏極，所述漏極偏置電路用于為所述晶體管的漏極提供偏置電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括電容c0、電容c1、電感l(wèi)0和電容c2，所述電容c0、電感l(wèi)0和電容c2依次串聯(lián)連接，所述電容c0、電感l(wèi)0和電容c2的串聯(lián)組合的輸入端與射頻信號輸入端連接，所述電容c0、電感l(wèi)0和電容c2的串聯(lián)組合的輸出端連接于所述晶體管的柵極，所述電容c1的第一端連接于所述電感l(wèi)0和電容c2之間，所述電容c1的第二端接地連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于諧波抑制的反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻功率放大器，其特征在于，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)包括電容c4和電阻r1，所述電容c4與所述電阻r1并聯(lián)連接...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張志浩，章國豪，黃國宏，唐浩，
申請(專利權(quán))人：河源廣工大協(xié)同創(chuàng)新研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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