本發(fā)明涉及微波信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于微波功率放大電路的供電臂。

背景技術(shù)：

目前，微波功率放大電路在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，最通用的供電臂設(shè)計(jì)方案是在供電臂上距離功率管1/4工作波長(zhǎng)處，放置一個(gè)對(duì)應(yīng)頻率的開路電容，這樣使得供電臂相對(duì)于功率管的阻抗無(wú)限大，即供電臂呈開路狀態(tài)，從而使得功率管的輸出信號(hào)不會(huì)從供電臂上泄露，減少輸出信號(hào)損失。此方案的另一優(yōu)點(diǎn)是該1/4波長(zhǎng)線相對(duì)于工作頻率的二次諧波呈短路狀態(tài)，因此可以將功率管由于非線性而產(chǎn)生的二次諧波輸出信號(hào)從供電臂上耦合到地，從而達(dá)到抑制功率管二次諧波輸出的目的。

但是，這種1/4波長(zhǎng)開路線供電臂設(shè)計(jì)方案所需使用的PCB板面積直接受限于工作頻率。例如，在使用ROGERS4350B板材時(shí)，S波段3.1GHz頻率的1/4波長(zhǎng)是14.2mm，L波段1.3GHz頻率的1/4波長(zhǎng)是34.1mm，P波段450MHz頻率的1/4波長(zhǎng)線是98.6mm，這還僅僅是供電臂開路線的長(zhǎng)度。由于在工程實(shí)踐中，往往對(duì)功率放大電路的PCB面積有較大限制，在進(jìn)行功率放大電路的板級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，這種1/4波長(zhǎng)開路線供電臂方案，通用于S波段和C波段及以上波段，L波段部分使用，P波段則不予考慮。在諸如P波段這樣的低頻段，常見的供電臂設(shè)計(jì)方案則是在供電臂與功率管之間放置電感或磁珠，用來(lái)遏制輸出信號(hào)通過(guò)供電臂的泄露。但是，電感或磁珠所需空間體積更大，成本也更高，如一個(gè)最大電流5A的電感或磁珠的成本一般是開路電容的5-10倍。而且這種方法對(duì)二次諧波沒(méi)有任何抑制作用，無(wú)法改善低頻段功率放大器的二次諧波特性。同時(shí)電感或磁珠還會(huì)在其上產(chǎn)生額外的電壓降落，使得功率管上實(shí)際得到的工作電壓低于電源電壓，導(dǎo)致功率管輸出功率的減少。針對(duì)這些問(wèn)題，急需提出一種能有效縮減供電臂上開路線長(zhǎng)度的方法，使低頻段下供電臂設(shè)計(jì)也可采用開路線，從而提高功率放大電路的功率轉(zhuǎn)換效率、輸出功率及二次諧波抑制能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有低頻段供電臂設(shè)計(jì)方案不能對(duì)二次諧波實(shí)施抑制和成本較高的問(wèn)題。本發(fā)明的用于微波功率放大電路的供電臂，在開路電容、功率管之間并聯(lián)有匹配電容，匹配電容的容值小于開路電容的容值，能夠大大縮減供電臂的開路線長(zhǎng)度，并可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整匹配電容的容值，以進(jìn)一步縮減供電臂的開路線長(zhǎng)度。該方法適用于所有頻段，尤其適用于縮短P波段或L波段供電臂的長(zhǎng)度，具有良好的應(yīng)用前景。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種用于微波功率放大電路的供電臂，包括功率管和開路電容，所述開路電容設(shè)置在距功率管較1/4工作波長(zhǎng)處，所述開路電容的負(fù)極通過(guò)開路線與功率管相連接，所述開路電容的正極與地相連接，其特征在于：所述開路電容、功率管之間并聯(lián)有匹配電容，所述匹配電容的負(fù)極通過(guò)開路線之一部分與功率管相連接，所述匹配電容的正極與地相連接，所述匹配電容的容值小于開路電容的容值，所述匹配電容安裝在開路線上開路電容與功率管間。

前述的一種用于微波功率放大電路的供電臂，其特征在于：所述供電臂的工作頻率為450MHz，此時(shí)，開路電容的容值為100pF。

前述的一種用于微波功率放大電路的供電臂，其特征在于：所述匹配電容的容值越大，所述微波功率放大電路的供電臂開路線的長(zhǎng)度越短，且匹配電容的容值小于開路電容的容值。

前述的一種用于微波功率放大電路的供電臂，其特征在于：所述匹配電容的容值為47 pF，所述微波功率放大電路的供電臂開路線的長(zhǎng)度為53.6mm。

前述的一種用于微波功率放大電路的供電臂，其特征在于：所述匹配電容的容值為68 pF，所述微波功率放大電路的供電臂開路線的長(zhǎng)度為42.1mm。

前述的一種用于微波功率放大電路的供電臂，其特征在于：所述功率管的阻抗為10Ω。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的用于微波功率放大電路的供電臂，在開路電容、功率管之間并聯(lián)有匹配電容，匹配電容的容值小于開路電容的容值，能夠大大縮減供電臂的開路線長(zhǎng)度，并且可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整匹配電容的容值，以便進(jìn)一步縮減供電臂開路線長(zhǎng)度；本發(fā)明適用于所有頻段，尤其是在P波段或L波段對(duì)供電臂開路線長(zhǎng)度的縮短，優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯，且電路簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是典型的使用1/4波長(zhǎng)開路線的供電臂原理圖；

圖2是450MHz下圖1中1/4波長(zhǎng)開路線的版圖；

圖3是450MHz下圖1供電臂的仿真結(jié)果；

圖4是本發(fā)明的用于微波功率放大電路的供電臂原理圖；

圖5是450MHz下本發(fā)明的用于微波功率放大電路的典型開路線版圖；

圖6是450MHz下本發(fā)明的匹配電容的容值為47 pF時(shí)的仿真結(jié)果；

圖7是450MHz下本發(fā)明的匹配電容的容值為68pF時(shí)的仿真結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1所示為典型的使用1/4波長(zhǎng)開路線的供電臂原理圖，開路電容設(shè)置在距離功率管1/4波長(zhǎng)處，圖2所示為450MHz下圖1中使用的1/4波長(zhǎng)開路線的版圖，使用ROGERS4350B板材，厚度0.762mm，該1/4波長(zhǎng)開路線的長(zhǎng)度為98.6mm，開路電容的容值為100pF，98.6mm的開路線長(zhǎng)度，明顯不適合有面積要求時(shí)的板材布局。

所述功率管的阻抗為10Ω，圖3的仿真結(jié)果顯示，該設(shè)計(jì)只有10/13619的信號(hào)從供電臂上泄露，可以忽略不計(jì)。

本發(fā)明的用于微波功率放大電路的供電臂，如圖4所示，包括功率管和開路電容，開路電容的負(fù)極通過(guò)開路線與功率管相連接，開路電容的正極與地相連接，開路電容、功率管之間并聯(lián)有匹配電容，匹配電容的負(fù)極通過(guò)上述開路線之一部分與功率管相連接，匹配電容的正極與地相連接，所述匹配電容的容值小于開路電容的容值，匹配電容安裝在開路電容與功率管之間，匹配電容的容值越大，所述微波功率放大電路的供電臂的開路線長(zhǎng)度越短。

圖5所示為本發(fā)明450MHz下匹配電容的容值為47 pF、開路電容的容值為100pF時(shí)的開路線版圖，開路線長(zhǎng)度明顯縮短。

若圖4中的匹配電容的容值為47 pF、開路電容的容值為100pF，450MHz下所述微波功率放大電路的供電臂開路線長(zhǎng)度為53.6mm。圖6的仿真結(jié)果顯示只有10/16800的信號(hào)從供電臂上泄露，對(duì)比于典型的1/4波長(zhǎng)開路線設(shè)計(jì)，信號(hào)泄露幾乎一樣，但開路線長(zhǎng)度卻縮減到了53.6mm，僅為一半左右；

若圖4中的匹配電容的容值為68 pF、開路電容的容值為100pF，450MHz下所述微波功率放大電路的供電臂開路線長(zhǎng)度為42.1mm，圖7的仿真結(jié)果顯示只有10/16800的信號(hào)從供電臂上泄露；

實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)需要調(diào)整匹配電容的容值，從而影響開路線的縮減范圍，規(guī)律是匹配電容越大，開路線縮減的越多，但是不能超過(guò)開路電容的容值。

綜上所述，本發(fā)明的用于微波功率放大電路的供電臂，在開路電容、功率管之間并聯(lián)有匹配電容，匹配電容的容值小于開路電容的容值，能夠大大縮減供電臂的開路線長(zhǎng)度，并且可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整匹配電容的容值，以進(jìn)一步縮減開路線長(zhǎng)度。本發(fā)明適用于所有頻段，尤其在P波段和L波段對(duì)供電臂的縮短效果相當(dāng)明顯，電路簡(jiǎn)單且易實(shí)現(xiàn)，具有良好的應(yīng)用前景。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。