一种高效率五阶逆F类功率放大器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109936338A(43)申请公布日2019.06.25(21)申请号201910375572.0(22)申请日2019.05.07(71)申请人成都理工大学地址610000四川省成都市二仙桥东三路1号申请人成都多普勒科技有限公司(72)发明人刘林盛邬海峰周杨(74)专利代理机构成都创新引擎知识产权代理有限公司51249代理人罗丽(51)Int.Cl.H03F1/56(2006.01)H03F3/193(2006.01)H03F3/21(2006.01)H03F3/24(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种高效率五阶逆F类功率放大器(57)摘要本发明公开了一种高效率五阶逆F类功率放大器，该电路包括：输入基波匹配网络、晶体管、寄生参数调节网络、逆F类高次谐波阻抗匹配网络、输出基波匹配网络、供电去耦偏置网络。本发明采用逆F类高次谐波阻抗匹配网络实现了对晶体管的基波负载阻抗至五次谐波负载阻抗的相互独立精确控制，比五阶F类功率放大器具有更低的直流功耗和更高的效率，大大降低了功率放大器对于晶体管导通电阻的敏感度。本发明所实现的高效率五阶逆F类功率放大器，利用五阶逆F类放大原理降低晶体管的谐波能量损耗，同时实现了对各次谐波阻抗的独立设计，无需后期优化调试，降低了设计的复杂度。CN109936338ACN109936338A权利要求书1/2页1.一种高效率五阶逆F类功率放大器，其特征在于，包括输入基波匹配网络、晶体管、寄生参数调节网络、逆F类高次谐波匹配网络、输出基波匹配网络；所述输入基波匹配网络的输入端作为整个所述功率放大器的输入端；所述输入基波匹配网络的输出端连接所述晶体管的栅极，所述晶体管的漏极连接所述寄生参数调节网络的输入端，所述晶体管的源极接地；所述寄生参数调节网络的输出端连接所述逆F类高次谐波匹配网络的输入端，所述逆F类高次谐波匹配网络的输出端连接所述输出基波匹配网络的输入端；所述输出基波匹配网络的输出端作为整个所述功率放大器的输出端。2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，还包括供电去耦偏置网络，所述供电去耦偏置网络包括栅极直流偏置单元和漏极直流偏置单元，所述栅极直流偏置单元与输入基波匹配网络的第三端口连接，所述漏极直流偏置单元与所述逆F类高次谐波匹配网络的第三端口连接。3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述栅极直流偏置单元包括栅极偏置电源VGG，以及由旁路电容C3和旁路电容C4构成的并联电容，所述并联电容一端接地，另一端连接栅极偏置电源VGG和所述输入基波匹配网络的第三端口；所述漏极直流偏置单元包括漏极偏置电源VDD，以及由旁路电容C5和旁路电容C6构成的并联电容，所述并联电容一端接地，另一端连接漏极偏置电源VDD和所述逆F类高次谐波匹配网络的第三端口。4.如权利要求1或2所述的功率放大器，其特征在于，所述输入基波匹配网络包括输入隔直电容C1、开路微带线TL1、短路微带线TL2、延迟微带线TL3以及由电阻R1和电容C2构成的RC并联电路；所述输入隔直电容C1的一端连接输入基波匹配网络的输入端，另一端连接所述RC并联电路的一端，所述RC并联电路的另一端通过所述延迟微带线TL3连接到所述输入基波匹配网络的输出端；在所述RC并联电路和所述延迟微带线TL3的连接节点上连接所述开路微带线TL1和所述短路微带线TL2；所述短路微带线TL2的另一端作为所述输入基波匹配网络的第三端口。5.根据权利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述寄生参数调节网络包括延迟微带线TL4和开路微带线TL5构成的L型微带线结构，所述寄生参数调节网络的输入端通过延迟微带线TL4连接到所述寄生参数调节网络的输出端，同时该输出端还并联开路微带线TL5。6.根据权利要求5所述的功率放大器，其特征在于，所述逆F类高次谐波匹配网络包括开路微带线TL6、开路微带线TL7、延迟微带线TL8、开路微带线TL9、延迟微带线TL10、短路微带线TL11；所述逆F类高次谐波匹配网络的输入端通过顺次串联的延迟微带线TL8和延迟微带线TL10连接到所述逆F类高次谐波匹配网络的输出端，同时所述逆F类高次谐波匹配网络的输入端并联开路微带线TL6和开路微带线TL7，延迟微带线TL8和延迟微带线TL10的连接节点并联有开路微带线TL9，所述逆F类高次谐波匹配网络的输出端还并联短路微带线TL11；短路微带线TL11的另一端作为逆F类高次谐波匹配网络的第三端口。7.根据权利要求6所述的功率放大器，其特征在于，短路微带线TL2的电长度为λ0/4，开路微带线TL6的电长度为λ0/20，开路微带线TL7的电长度为λ0/12，延迟微带线TL8的电长度为λ0/8，开路微带线TL