一種l波段微波晶體管功率放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種L波段微波晶體管功率放大器，晶體管、偏置電路、穩(wěn)定電路和匹配電路集成在電路板上，晶體管與偏置電路相連接，偏置電路與穩(wěn)定電路相連接，穩(wěn)定電路與匹配電路相連接。該L波段微波晶體管功率放大器的增益大于16dB，駐波比VSWR<2,符合了設計的最終要求，K>1使整個電路無條件穩(wěn)定。
【專利說明】
一種L波段微波晶體管功率放大器
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于電子技術領域，尤其涉及一種L波段微波晶體管功率放大器。
【背景技術】
[0002]在收發(fā)兩用機中使用的功率放大器中，存在如果向接收頻帶漏出的功率(power)增大，則使接收頻帶噪聲惡化的問題。因此，向接收頻帶漏出的功率量是隨標準而確定的。作為使接收頻帶噪聲特性惡化的一個主要原因是差頻噪聲。差頻噪聲是發(fā)送頻率信號與接收頻率的差值頻率的噪聲。由于差頻噪聲與發(fā)送頻率信號混頻，因此，噪聲功率被放大，而使接收頻帶噪聲特性惡化。作為對這種差頻噪聲的對策，目前，例如，如日本特開2008-28635號公報所公開的那樣，已知一種功率放大器，其具有使差頻的阻抗降低的功能。
[0003]對于接收頻帶、發(fā)送頻帶的頻帶，存在根據(jù)通信標準確定的多個頻段，具體地說，為幾百MHz?一千幾百MHz左右。與此相對，差頻是接收頻帶頻率與發(fā)送頻帶頻率的差值，其頻率大多是幾十MHz左右。
[0004]將用于去除差頻噪聲的濾波電路與功率放大器組合。在該濾波電路中使用共振電路的情況下，通過電感器和電容器確定的共振頻率的值與差頻相對應地確定為幾十MHz左右。該共振頻率與接收頻帶頻率相比，是減小了一個數(shù)量級左右的值。
[0005]為了將共振頻率設定為差頻附近的值，需要將電容值以及電感值設為一定程度的較大值。這種在一定程度上較大的電容值以及電感值遠比能夠在半導體基板上通過MM電容器、螺旋電感實現(xiàn)的值大，現(xiàn)實中必須使用表面安裝部件。由于表面安裝部件成為必要結構，所以存在使功率放大器大型化的問題，因此，以往一直在謀求功率放大器的小型化。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明為解決公知技術中存在的現(xiàn)實中必須使用表面安裝部件，由于表面安裝部件成為必要結構，所以存在使功率放大器大型化的問題而提供一種結構簡單、安裝使用方便、提高工作效率的L波段微波晶體管功率放大器。
[0007]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:
[0008]該L波段微波晶體管功率放大器包括:晶體管、偏置電路、穩(wěn)定電路和匹配電路；
[0009]晶體管、偏置電路、穩(wěn)定電路和匹配電路集成在電路板上，晶體管與偏置電路相連接，穩(wěn)定電路與晶體管相連接，匹配電路與晶體管相連接。
[0010]本發(fā)明還采取如下技術措施:
[0011]所述晶體管采用增強型偽高電子迀移率晶體管。
[0012]所述電路板采用聚四氟乙烯添加玻璃纖維構成的增強型復合材料板，增強型復合材料板相對介電常數(shù)為4.4，厚度為0.8毫米，tan5 = 0.02。
[0013]所述偏置電路采用電阻分壓式無源偏置電路，偏置電路包括電阻R3、R4、R5;R3和R4分壓，為柵極提供偏壓，R5為漏極提供偏壓，R3和R4為11OOhm。
[0014]穩(wěn)定電路采用在晶體管兩個源級各加一個作為負反饋小電感，小電感的微小擾動會引起電路的不穩(wěn)定，因此選用電感性微帶線取代小電感。
[0015]匹配電路利用負載阻抗牽引和源阻抗牽引法構成阻抗匹配電路。
[0016]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:該L波段微波晶體管功率放大器的增益大于16dB，駐波比VSWR < 2，符合了設計的最終要求，K > I使整個電路無條件穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例提供的L波段微波晶體管功率放大器結構示意圖；
[0018]圖中:1、電路板;2、晶體管;3、偏置電路;4、穩(wěn)定電路;5、匹配電路；
[0019]圖2是本發(fā)明實施例提供的偏置電路示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明實施例提供的穩(wěn)定電路示意圖；
[0021 ]圖4是本發(fā)明實施例提供的匹配電路示意圖；
[0022]圖中:a輸入阻抗匹配電路;b輸出阻抗匹配電路。
[0023]圖5是本發(fā)明實施例提供的匹配后功率放大器測試結果示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]下面結合附圖1至5及具體實施例對本發(fā)明的應用原理作進一步描述。
[0026]該L波段微波晶體管功率放大器包括:晶體管2、偏置電路3、穩(wěn)定電路4和匹配電路5；
[0027]晶體管2、偏置電路3、穩(wěn)定電路4和匹配電路5集成在電路板I上，晶體管2與偏置電路3相連接，穩(wěn)定電路4與晶體管2相連接，匹配電路5與晶體管2相連接。
[0028]所述晶體管2采用增強型偽高電子迀移率晶體管。
[0029]所述電路板I采用聚四氟乙烯添加玻璃纖維構成的增強型復合材料板，增強型復合材料板相對介電常數(shù)為4.4，厚度為0.8毫米，tan5 = 0.02。
[0030]所述偏置電路3采用電阻分壓式無源偏置電路，偏置電路3包括電阻R3、R4、R5;R3和R4分壓，為柵極提供偏壓，R5為漏極提供偏壓，R3和R4為11OOhm。
[0031]穩(wěn)定電路4采用在晶體管2兩個源級各加一個作為負反饋小電感，小電感的微小擾動會引起電路的不穩(wěn)定，因此選用電感性微帶線取代小電感。
[0032]匹配電路5利用負載阻抗牽引和源阻抗牽引法構成阻抗匹配電路。
[0033]晶體管2的選擇
[0034]采用Avago公司的ATF54143晶體管2 4￥&80公司的4了？54143是一種增強型偽高電子迀移率晶體管(E-pHEMT)，不需要負柵極電壓，與耗盡型管相比較，可以簡化排版而且減少零件數(shù)，該晶體管2低噪聲、高增益、高線性度特性，適用于工作頻率范圍在450MHz-6GHz之間的蜂窩/GPS/WCDMA基站、無線本地環(huán)路、固定無線接入和其它高性能應用中的第一階和第二階前端低噪聲放大器電路中。
[0035]電路板I的選擇
[0036]聚四氟乙烯(特氟龍)適合用于微波/射頻頻段。單純的聚四氟乙烯ε較小，添加其他材料(例如玻璃纖維)構成的增強型復合材料ε可以做的較高，這樣可以變小電路的體積。本發(fā)明使用國產材料，相對介電常數(shù)為4.4，厚度為0.8毫米，tan5 = 0.02。
[0037]偏置電路3的選擇
[0038]ATF54143為增強型p-HEMT，只需單電源供電，通過加入“DG-FET-T”模板，偏置電路選用電阻分壓式無源偏置電路，電路中:R3，R4實現(xiàn)分壓，為柵極提供合適的偏壓，為了使其穩(wěn)定選擇IlOOhm的大電阻;R5為漏極提供合適的偏壓。由于FET柵極電壓決定漏極電流，設計步驟為，先調整R3，R4選定合適的VGS，VGS可由R2，R3的比值近似確定。R3和R4越大，R4流過的電流越小。R5=(Vdd-Vds)/ID。根據(jù)前面分析及ATF-54143噪聲性能曲線和低噪放電流要求，選定的電路工作點為:3V，40mA。
[0039]穩(wěn)定電路4的選擇
[0040]低噪放偏置電路選好之后，要進行放大器穩(wěn)定性的分析，要保證低噪聲在全頻段內無條件穩(wěn)定，或至少在工作頻段周圍很寬的頻段內絕對穩(wěn)定。使電路穩(wěn)定采用辦法是添加負反饋，在晶體管2兩個源級各加一個小電感作為負反饋。小電感的微小擾動會引起電路的不穩(wěn)定，因此選用電感性微帶線取代小電感。
[0041 ] 匹配電路5的選擇
[0042]利用負載阻抗牽引和源阻抗牽引法構成阻抗匹配電路5。
[0043]匹配后功率放大器測試結果如下，增益大于16dB，駐波比VSWR<2，符合了設計的最終要求，K>1使整個電路無條件穩(wěn)定。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種L波段微波晶體管功率放大器，其特征在于，該L波段微波晶體管功率放大器包括:晶體管、偏置電路、穩(wěn)定電路和匹配電路； 晶體管、偏置電路、穩(wěn)定電路和匹配電路集成在電路板上，晶體管與偏置電路相連接，偏置電路與穩(wěn)定電路相連接，穩(wěn)定電路與匹配電路相連接。2.如權利要求1所述的L波段微波晶體管功率放大器，其特征在于，所述的晶體管采用增強型偽高電子迀移率晶體管。3.如權利要求1所述的L波段微波晶體管功率放大器，其特征在于，所述的電路板采用聚四氟乙烯添加玻璃纖維構成的增強型復合材料板，增強型復合材料板相對介電常數(shù)為4.4，厚度為0.8毫米，丨3115 = 0.0204.如權利要求1所述的L波段微波晶體管功率放大器，其特征在于，所述偏置電路采用電阻分壓式無源偏置電路，偏置電路包括電阻R3、R4、R5;R3和R4分壓，為柵極提供偏壓，R5為漏極提供偏壓，R3和R4為11OOhm。5.如權利要求1所述的L波段微波晶體管功率放大器，其特征在于，所述的穩(wěn)定電路采用在晶體管兩個源級各加一個作為負反饋小電感。6.如權利要求1所述的L波段微波晶體管功率放大器，其特征在于，所述的匹配電路利用負載阻抗牽引和源阻抗牽引法構成阻抗匹配電路。
【文檔編號】H03F3/24GK105915190SQ201610316774
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】賈建科
【申請人】陜西理工學院