一種用于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的功率放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的功率放大器，其特征在于，包含第一功放管、加法器及至少兩個諧波注入單元；第一功放管的輸出端與加法器的第一輸入端連接；諧波注入單元包含依次連接的缺陷地、功放管及移向單元；移向單元的輸出端與加法器的輸入端連接。缺陷地包含微帶線及不全啞鈴結(jié)構(gòu)；微帶線設(shè)置在不全啞鈴結(jié)構(gòu)的中間部位。本發(fā)明采用DGS結(jié)構(gòu)注入諧波逆F類功放，不僅可以較大的擴(kuò)展幅度調(diào)制帶寬，減小幅度放大通道會造成信號失真，同時還能簡化內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，使實現(xiàn)極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)小型化成為可能。
【專利說明】—種用于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的功率放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波電路的功率放大器，具體涉及一種用于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)是一種高效率發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)，且有助于實現(xiàn)全數(shù)字柔性發(fā)射機(jī)的目標(biāo)。極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)與直角坐標(biāo)發(fā)射機(jī)不同，需要將直角坐標(biāo)信息I/Q轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)ρ/θ信息后分別進(jìn)行放大，最后再合并成直角坐標(biāo)調(diào)制的信號發(fā)射。極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的效率優(yōu)勢體現(xiàn)在其能夠使用高效率的功放。因此對高性能、小型化極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)通常采用一些E類開關(guān)功放結(jié)構(gòu)，提高整個發(fā)射機(jī)的效率。例如，E類功放輸出加入諧振單元和控制漏極電壓和電流等方法被采用，但是這些方法無法擴(kuò)展幅度調(diào)制的帶寬，帶寬受限制的幅度放大通道會造成信號失真。由于脈沖調(diào)制器較高的過采樣率，進(jìn)入到電源調(diào)制器的信號頻率和帶寬都會很高，由于開關(guān)功放的頻率響應(yīng)帶寬有限，要在這種情況下保持較高的平均效率是非常困難的。隨著通訊系統(tǒng)對極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的線性化和小型化的不斷要求，開展從內(nèi)部結(jié)構(gòu)入手提高極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)中高效率功放的研究就顯得非常重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的功率放大器，采用缺陷地結(jié)構(gòu)(defected ground structure, DGS)注入諧波逆F類功放,不僅可以較大的擴(kuò)展幅度調(diào)制帶寬，減小幅度放大通道會造成信號失真，同時還能簡化內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，使實現(xiàn)極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)小型化成為可能。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種用于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的功率放大器，該極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)包含基帶信號產(chǎn)生模塊、幅相分離模塊、調(diào)制器、延遲單元、開關(guān)電源調(diào)制器、相位調(diào)制單元、幅度調(diào)制單元及功率放大器，基帶信號產(chǎn)生模塊的輸出端與幅相分離模塊的輸入端連接，幅相分離模塊的兩路輸出分別連接調(diào)制器的輸入端及延遲單元的輸入端，調(diào)制器的輸出端連接開關(guān)電源調(diào)制器的輸入端，開關(guān)電源調(diào)制器的輸出端與幅度調(diào)制單元的輸入端連接，延遲單元的輸出端與相位調(diào)制單元的輸入端連接，幅度調(diào)制單元的輸出端及相位調(diào)制單元的輸出端分別與功率放大器的第一輸入端及第二輸入端連接，其特點(diǎn)是，該功率放大器包含:第一功放管、加法器及至少兩個諧波注入單元；
上述的第一功放管的輸出端與加法器的第一輸入端連接；
上述的諧波注入單元包含依次連接的缺陷地、功放管及移向單元；
上述的移向單元的輸出端與加法器的輸入端連接。
[0006]上述的缺陷地包含微帶線及不全啞鈴結(jié)構(gòu)；
上述的微帶線設(shè)置在不全啞鈴結(jié)構(gòu)的中間部位。[0007]上述的其中一個諧波注入單元注入二次諧波。
[0008]上述的其中另一個諧波注入單元注入三次諧波。
[0009]上述的不全啞鈴結(jié)構(gòu)包含對稱設(shè)置的矩形框及設(shè)置在兩矩形框之間的中間連接體。
[0010]上述的矩形框設(shè)有開口。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明擴(kuò)展了極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的幅度調(diào)制帶寬，從而改善幅度信號的失真；通過DGS注入諧波結(jié)構(gòu)實現(xiàn)逆F類功放，避免了復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化基頻的射頻電壓和電流波形來獲得最大的功率附加效率，調(diào)節(jié)范圍更寬，在電路調(diào)試中更加便利，同時保持了功放的高效率，可以改善輸出信號的波形、功率輸出能力和工作頻率上限；通過設(shè)計不全啞鈴型DGS背面結(jié)構(gòu)的長度I和寬度w等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)具有不同諧波選頻網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)電路簡單、易于加工、成本也較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一種用于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的功率放大器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明缺陷地的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明缺陷地的主視圖。
[0015]圖4為本發(fā)明缺陷地的后視圖。
[0016]圖5為發(fā)射機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0018]如圖1所示，一種用于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的功率放大器，該極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)包含基帶信號產(chǎn)生模塊、幅相分離模塊、調(diào)制器、延遲單元、開關(guān)電源調(diào)制器、相位調(diào)制單元、幅度調(diào)制單元及功率放大器，基帶信號產(chǎn)生模塊的輸出端與幅相分離模塊的輸入端連接，幅相分離模塊的兩路輸出分別連接調(diào)制器的輸入端及延遲單元的輸入端，調(diào)制器的輸出端連接開關(guān)電源調(diào)制器的輸入端，開關(guān)電源調(diào)制器的輸出端與幅度調(diào)制單元的輸入端連接，延遲單元的輸出端與相位調(diào)制單元的輸入端連接，幅度調(diào)制單元的輸出端及相位調(diào)制單元的輸出端分別與功率放大器的第一輸入端及第二輸入端連接，該功率放大器包含:第一功放管1、加法器2及至少兩個諧波注入單元；第一功放管I的輸出端與加法器2的第一輸入端連接；諧波注入單元包含依次連接的缺陷地31、功放管32及移向單元33 ;移向單元33的輸出端與加法器2的輸入端連接。
[0019]如圖2、圖3、圖4所示，缺陷地31包含微帶線311及不全啞鈴結(jié)構(gòu)312 ;微帶線311設(shè)置在不全啞鈴結(jié)構(gòu)312的中間部位。其中一個諧波注入單元注入二次諧波。其中另一個諧波注入單元注入三次諧波。如權(quán)利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述的不全啞鈴結(jié)構(gòu)312包含對稱設(shè)置的矩形框3121及設(shè)置在兩矩形框之間的中間連接體3122。由于該啞鈴結(jié)構(gòu)未全部封閉，通過調(diào)節(jié)矩形框3121的長和寬，可以獲得所需的諧波分量。矩形框3121設(shè)有開口。
[0020]具體應(yīng)用:采用新型逆F類功放結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的幅度調(diào)制帶寬擴(kuò)展，改善功放漏極調(diào)制的非線性問題，幅度信號放大與恢復(fù)過程的非線性失真；從新型逆F類功放內(nèi)部入手，采用缺陷地31注入諧波電路，設(shè)計新型的逆F類功放。普通逆F類通過無源網(wǎng)絡(luò)來控制諧波分量，到達(dá)調(diào)節(jié)電流和電壓波形的目的。注入二次和三次諧波等分量，注入到功率放大器的輸出端口達(dá)到調(diào)節(jié)電流和電壓波形的目的。背面的不全啞鈴結(jié)構(gòu)312有三段長度分別為11、12和13，寬度為W。相對介電常數(shù)為
&，通過調(diào)節(jié)缺陷地31的長度和寬度，使上下兩個矩形面積增大的時候，等效電容值會受
到影響，進(jìn)而影響整個電路的頻率響應(yīng)。同理，當(dāng)增加中間矩形的寬度，中間矩形的面積增大，電路的頻率響應(yīng)也會發(fā)生改變。通過以上原理，即可實現(xiàn)控制諧波分量的效果。調(diào)節(jié)諧振頻率的主要方法是調(diào)節(jié)諧振環(huán)的周長L，即11、12和13之和。該缺陷地31諧振頻率可由(I)式得到
【權(quán)利要求】
1.一種用于極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)的功率放大器，該極坐標(biāo)發(fā)射機(jī)包含基帶信號產(chǎn)生模塊、幅相分離模塊、調(diào)制器、延遲單元、開關(guān)電源調(diào)制器、相位調(diào)制單元、幅度調(diào)制單元及功率放大器，基帶信號產(chǎn)生模塊的輸出端與幅相分離模塊的輸入端連接，幅相分離模塊的兩路輸出分別連接調(diào)制器的輸入端及延遲單元的輸入端，調(diào)制器的輸出端連接開關(guān)電源調(diào)制器的輸入端，開關(guān)電源調(diào)制器的輸出端與幅度調(diào)制單元的輸入端連接，延遲單元的輸出端與相位調(diào)制單元的輸入端連接，幅度調(diào)制單元的輸出端及相位調(diào)制單元的輸出端分別與功率放大器的第一輸入端及第二輸入端連接，其特征在于，該功率放大器包含:第一功放管(I)、加法器(2)及至少兩個諧波注入單元； 所述的第一功放管(I)的輸出端與加法器(2)的第一輸入端連接； 所述的諧波注入單元包含依次連接的缺陷地(31)、功放管(32)及移向單元(33); 所述的移向單元(33)的輸出端與加法器(2)的輸入端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的缺陷地(31)包含微帶線(311)及不全啞鈴結(jié)構(gòu)(312)； 所述的微帶線(311)設(shè)置在不全啞鈴結(jié)構(gòu)(312)的中間部位。
3.如權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述的其中一個諧波注入單元注入二次諧波。
4.如權(quán)利要求3所述的功率放大器，其特征在于，所述的其中另一個諧波注入單元注入三次諧波。
5.如權(quán)利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述的不全啞鈴結(jié)構(gòu)(312)包含對稱設(shè)置的矩形框(3121)及設(shè)置在兩矩形框之間的中間連接體(3122)。
6.如權(quán)利要求5所述的功率放大器，其特征在于，所述的矩形框(3121)設(shè)有開口。
【文檔編號】H03F3/20GK103560758SQ201310568552
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】趙世巍, 汪霆雷, 蔣開創(chuàng), 張翔 申請人:上海無線電設(shè)備研究所