一种功率放大器的制作方法

本发明实施例涉及电子技术领域，特别涉及一种功率放大器。

背景技术：

在很多应用中，对输出脉冲信号的波形都有较高的要求，例如，在超高频测距仪(英文：distance measure equipment，DME)中输出脉冲信号的波形应满足窄频带上升时间不超过3微秒，宽频带上升时间不超过1.6微秒，脉冲宽度3.5±0.5微秒，脉冲下降时间不超过3.5微秒。

目前，通常采用大功率功放管漏极电压脉冲调制的方法输出满足条件的射频脉冲信号，图1为大功率功放管漏极电压脉冲调制电路的示意图。

但是，本发明的发明人发现，大功率功放管漏极电压脉冲调制电路工作时，漏极电流突变严重，且由于容易出现大功率功放管自激，导致需中断电路来对射频脉冲波形进行调整，无法满足对波形实时调整的要求。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种功率放大器，用于实现对射频脉冲波形进行实时调整。

具体的，本发明实施例提供一种功率放大器，包括：

电压信号产生电路，用于生成模拟脉冲电压信号；

功率放大管，所述功率放大管的栅极用于接收射频输入信号以及所述电压信号产生电路输出的所述模拟脉冲电压信号，所述功率放大管的源极接地，所述功率放大管的漏极接直流电压源；其中，所述功率放大管以所述模拟脉冲电压信号为偏置电压，对所述射频输入信号进行放大，并通过所述漏极输出放大后的射频输出信号。

在一种可选的实现中，所述电压信号产生电路包括：

数字电压信号生成电路，用于生成数字脉冲电压信号；

数模转换电路，用于接收所述数字脉冲电压信号，并将所述数字脉冲电压信号转换为所述模拟脉冲电压信号。

在一种可选的实现中，所述数字电压信号生成电路包括：

现场可编程门阵列FPGA电路，用于生成所述数字脉冲电压信号。

在一种可选的实现中，所述数字电压信号生成电路包括：

单片机，用于生成所述数字脉冲电压信号。

在一种可选的实现中，所述数字电压信号生成电路还用于接收脉冲触发信号，并基于所述脉冲触发信号生成所述数字脉冲电压信号。

在一种可选的实现中，所述数字电压信号生成电路还用于接收控制指令，并基于所述控制指令调整输出的所述数字脉冲电压信号的波形。

在一种可选的实现中，所述电压信号产生电路还包括：

退耦电容，所述退耦电容的一端接地，所述退耦电容的另一端与所述运算放大电路的输出端相连。

在一种可选的实现中，电压信号产生电路生成的所述模拟脉冲电压信号用于配置所述功率放大管对所述射频输入信号进行放大的增益。

在一种可选的实现中，所述功率放大管的漏极还连接储能电容。

在一种可选的实现中，所述功率放大管的漏极还连接滤波电容。

在一种可选的实现中，所述电压信号产生电路用于生成模拟钟形脉冲电压信号。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例中，功率放大管以电压信号产生电路生成的模拟脉冲电压信号为栅极偏置电压，该模拟脉冲电压信号能够配置功率放大管的工作状态，包括配置功率放大管的增益，从而调节射频输出信号的波形。由于作为栅极偏置电压的模拟脉冲电压信号的改变不会导致射频输出信号的剧变，可以通过调节模拟脉冲电压信号对射频输出信号的波形进行实时调整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中功率放大器的电路结构示意图；

图2为本发明实施例中功率放大器的电路结构示意图；

图3为本发明实施例中功率放大器电路的细化结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本发明实施例技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明实施例技术方案的详细的说明，而不是对本发明实施例技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

图2为本发明实施例提供的一种功率放大器的电路结构示意图，该功率放大器包括：

电压信号产生电路10，用于生成模拟脉冲电压信号；

功率放大管20，功率放大管20的栅极21用于接收射频输入信号以及电压信号产生电路10输出的模拟脉冲电压信号，功率放大管20的源极22接地，功率放大管20的漏极23接直流电压源30；其中，功率放大管20以模拟脉冲电压信号为偏置电压，对射频输入信号进行放大，并通过漏极23输出放大后的射频输出信号。

具体的，功率放大管20的栅极21偏置电压能够调节功率放大管20的沟道特性，进而调整功率放大管20对输入射频信号的放大能力，因此，通过调整作为功率放大管20的栅极21偏置电压的模拟脉冲电压信号能够对射频输出信号进行实时调整。

上述功率放大器中，功率放大管20以电压信号产生电路10生成的模拟脉冲电压信号为栅极21偏置电压，该模拟脉冲电压信号能够配置功率放大管20的工作状态，包括配置功率放大管20的增益，从而调节射频输出信号的波形。由于作为栅极21偏置电压的模拟脉冲电压信号的改变不会导致射频输出信号的剧变，可以通过调节模拟脉冲电压信号对射频输出信号的波形进行实时调整。

可选的，本发明实施例中，参照图3，电压信号产生电路10包括：

数字电压信号生成电路11，用于生成数字脉冲电压信号；

数模转换电路12，用于接收数字脉冲电压信号，并将数字脉冲电压信号转换为模拟脉冲电压信号。

其中，数字电压信号生成电路11可以有多种实现方式，例如现场可编程门阵列(英文：field－programmable gate array，FPGA)，单片机，等等。参照图3，本发明实施例以下内容中以数字电压信号生成电路11包括FPGA电路111为例进行说明。

另外，继续参照图3，数字电压信号电路中除了上述FPGA电路、单片机等用于数字运算的电路之外，还可以包括晶振、寄存器，等等。数字电压信号生成电路11的其他实现方式可以参照现有技术中产生数字电压信号的电路的多种实现方式，本发明实施例不予详述。

由于数字电压信号的波形更容易进行调整，通过对数字电压信号生成电路11生成的数字脉冲电压信号的波形进行精确控制，实现对模拟脉冲电压信号进行精确调整，进而获得理想的射频输出信号。

可选的，本发明实施例中，数字电压信号生成电路11还用于接收脉冲触发信号，并基于脉冲触发信号生成数字脉冲电压信号。

具体的，数字电压信号生成电路11能够接收脉冲触发信号，该脉冲触发信号为触发数字电压信号生成电路11生成数字脉冲电压信号。例如，数字电压信号生成电路11可以通过输入/输出(英文：input/output，I/O)接口接收该脉冲触发信号。

可选的，本发明实施例中，数字电压信号生成电路11还用于接收控制指令，并基于控制指令调整输出的数字脉冲电压信号的波形。

具体的，数字电压信号生成电路11还能够接收外部的控制指令，基于该外部控制指令调整输出的数字脉冲电压信号的波形。例如，该控制指令可以由计算机生成，并通过RS-232接口传输至数字电压信号生成电路11，数字电压信号生成电路11基于该控制指令调整输出数字脉冲电压信号的波形。

上述技术方案中，外部计算设备(如前述计算机)可以实时生成控制指令，指示数字电压信号生成电路11调整输出数字脉冲电压信号的波形，进而调整作为功率放大管20的栅极21偏置电压的模拟脉冲电压信号的波形，最终实现对功率放大管20输出的射频输出信号波形的实时调整。

可选的，本发明实施例中，继续参照图3，电压信号产生电路10还包括：

运算放大电路13，用于接收数模转换电路12输出的模拟脉冲电压信号，对模拟脉冲电压信号进行放大，并将放大后的模拟脉冲电压信号输入到功率放大管20的栅极21。

通过运算放大电路13对模拟脉冲电压信号进行放大，增强功率栅极21电压的驱动能力。

可选的，本发明实施例中，继续参照图3，电压信号产生电路10还包括：

退耦电容14，退耦电容14的一端接地，退耦电容14的另一端与运算放大电路13的输出端相连。

通过设置上述退耦电容14，可以减少射频信号对作为功率放大管20的偏置电压的模拟脉冲电压信号的波形的干扰，从而改善功率放大器输出射频信号的波形。

可选的，本发明实施例中，继续参照图3，功率放大管20的漏极23还连接储能电容41，该储能电容41能够为功率放大管20的漏极23提供瞬时电流，进而可以减小漏极23连接的直流电压源30的瞬间电流值，减小瞬时功耗。

可选的，本发明实施例中，继续参照图3，功率放大管20的漏极23还连接滤波电容42，通过滤波电容42能够降低漏极23输入电压的纹波。

在一种可能的实现中，上述储能电容41与滤波电容42可以通过同一电容或电容组实现。

在一种可能的实现中，电压信号产生电路10用于生成模拟钟形脉冲电压信号，该功率放大管20以该模拟钟形脉冲电压信号为栅极21偏置电压，实现对射频输入信号进行调制，获得符合波形条件的射频输出信号。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例中，功率放大管20以电压信号产生电路10生成的模拟脉冲电压信号为栅极21偏置电压，该模拟脉冲电压信号能够配置功率放大管20的工作状态，包括配置功率放大管20的增益，从而调节射频输出信号的波形。由于作为栅极21偏置电压的模拟脉冲电压信号的改变不会导致射频输出信号的剧变，可以通过调节模拟脉冲电压信号对射频输出信号的波形进行实时调整。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明实施例也意图包含这些改动和变型在内。