br>[0063] W上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，该些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征在于，包括输入朗格耦合器、输出 朗格耦合器、连接于所述输入朗格耦合器直通输出端和所述输出朗格耦合器直通输入端的 第一放大支路、连接于所述输入朗格I禹合器I禹合输出端和所述输出朗格I禹合器I禹合输入端 的第二放大支路； 所述第一放大支路和所述第二放大支路包括相同的三级放大电路，所述三级放大电路 包括依次连接的第一级放大电路、第二级放大电路、第三级放大电路。2. 根据权利要求1所述的微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征在于，所述第 一级放大电路包括与输入朗格耦合器输出端依次相连的第一耦合电容、十字型结构的第一 栅极匹配及偏置电路、第一场效应管、十字型结构的第一漏极匹配及偏置电路；第一场效应 管的栅极与第一栅极匹配及偏置电路相连，漏极与第一漏极匹配及偏置电路相连，源极接 地。3. 根据权利要求2所述的微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征在于，还包括 位于所述第一栅极匹配及偏置电路与所述第一场效应管栅极之间的第一稳定电路，所述第 一稳定电路包括并联的电阻和电容。4. 根据权利要求2所述的微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征在于，第二级 放大电路包括第二耦合电容、第一T型微带功分电路、十字型结构的第二栅极匹配及偏置 电路、第二场效应管、十字型结构的第二漏极匹配及偏置电路、十字型结构的第三栅极匹配 及偏置电路、第三场效应管、十字型结构的第三漏极匹配及偏置电路； 第一漏极匹配及偏置电路通过第二耦合电容与第一T型微带功分电路的输入端相连； 第一T型微带功分电路的一输出端通过第二栅极匹配及偏置电路与第二场效应管的栅极 相连，另一输出端通过第三栅极匹配及偏置电路与第三场效应管的栅极相连；第二场效应 管源极接地，漏极与第二漏极匹配及偏置电路相连；第三场效应管源极接地，漏极与第三漏 极匹配及偏置电路相连。5. 根据权利要求4所述的微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征在于，还包括 位于第二栅极匹配及偏置电路与第二场效应管栅极之间的第二稳定电路，位于第三栅极匹 配及偏置电路与第三场效应管栅极之间的第三稳定电路，第二稳定电路、第三稳定电路均 包括并联的电阻和电容。6. 根据权利要求4所述的微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征在于，第三级 放大电路包括第三耦合电容、第二T型微带功分电路、第四栅极匹配及偏置电路、第四场效 应管、第五栅极匹配及偏置电路、第五场效应管、第四耦合电容、第三T型微带功分电路、第 六栅极匹配及偏置电路、第六场效应管、第七栅极匹配及偏置电路、第七场效应管、第一一 级功率合成电路、第二一级功率合成电路、二级功率合成电路、第四漏极匹配及偏置电路、 第五漏极匹配及偏置电路、第五耦合电容； 第四栅极匹配及偏置电路、第五栅极匹配及偏置电路、第六栅极匹配及偏置电路、第七 栅极匹配及偏置电路均是十字型结构电路；第四漏极匹配及偏置电路和第五漏极匹配及偏 置电路均是T字型结构电路； 第二漏极匹配及偏置电路通过第三耦合电容与第二T型微带功分电路的输入端相连； 第二T型微带功分电路一输出端通过第四栅极匹配及偏置电路与第四场效应管的栅极相 连，另一输出端通过第五栅极匹配及偏置电路与第五场效应管的栅极相连；所述第四场效 应管的源极接地，漏极与第一一级功率合成电路的输入端相连；所述第五场效应管的源极 接地，漏极与第一一级功率合成电路的另一输入端相连； 第三漏极匹配及偏置电路通过第四耦合电容与第三T型微带功分电路的输入端相连； 第三T型微带功分电路一输出端通过第六栅极匹配及偏置电路与第六场效应管的栅极相 连，另一输出端通过第七栅极匹配及偏置电路与第七场效应管的栅极相连；第六场效应管 的源极接地，漏极与第二一级功率合成电路的输入端相连；第七场效应管的源极接地，漏极 与第二一级功率合成电路的另一输入端相连； 第一一级功率合成电路的输出端通过第四漏极匹配及偏置电路与二级功率合成电路 的一输入端相连；第二一级功率合成电路的输出端通过第五漏极匹配及偏置电路与二级功 率合成电路的另一输入端相连；二级功率合成电路通过第五耦合电容与输出朗格耦合器的 输入端相连。7. 根据权利要求6所述的微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征在于，还包括 位于第四栅极匹配及偏置电路与第四场效应管栅极之间的第四稳定电路，位于第五栅极匹 配及偏置电路与第五场效应管栅极之间的第五稳定电路，位于第六栅极匹配及偏置电路与 第六场效应管栅极之间的第六稳定电路，位于第七栅极匹配及偏置电路与第七场效应管栅 极之间的第七稳定电路，第四稳定电路、第五稳定电路、第六稳定电路、第七稳定电路均包 括并联的电阻和电容。8. 根据权利要求6所述的微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征在于，还包括 位于输入朗格稱合器输出端与第一稱合电容之间的第一滤波电路，位于第一漏极匹配及偏 置电路与第二耦合电容之间的第二滤波电路，位于第二漏极匹配及偏置电路与第三耦合电 容之间的第三滤波电路，位于第三漏极匹配及偏置电路与第四耦合电容之间的第四滤波电 路，位于二级功率合成电路与第五耦合电容之间的第五滤波电路；第一滤波电路、第二滤波 电路、第三滤波电路、第四滤波电路、第五滤波电路均包括微带线及旁路接地电容。9. 根据权利要求6所述的微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征在于，采用公 式：Ptjut =AX PmaxXNOFXGWXN确定三级放大电路中所用各场效应管的栅宽和叉指数，其中 Pwt是期望射频输出功率，A是考虑场效应管损耗及电路损耗后的经验系数，P_是场效应 管最大功率输出密度，NOF是单个场效应管叉指数，GW是单个场效应管栅宽，N是最后一级 场效应管总数目； 采用公式：Ptjut=O. 5 ?Ids ?Vds ?n确定三级放大电路中各场效应管直流偏置的静态工 作电流和静态工作电压，其中Pwt是期望射频输出功率，Ids是场效应管静态工作电流，Vds是 场效应管静态工作电压，n是功率放大器的期望效率。10. 根据权利要求1至9任意一项所述的微波毫米波波段单片集成功率放大器，其特征 在于，所述输入朗格稱合器、所述输出朗格稱合器的带宽均为90度。
【专利摘要】一种微波毫米波波段单片集成功率放大器，包括输入朗格耦合器、输出朗格耦合器、连接于所述输入朗格耦合器直通输出端和所述输出朗格耦合器直通输入端的第一放大支路、连接于所述输入朗格耦合器耦合输出端和所述输出朗格耦合器耦合输入端的第二放大支路；所述第一放大支路和所述第二放大支路包括相同的三级放大电路，所述三级放大电路包括依次连接的第一级放大电路、第二级放大电路、第三级放大电路。本发明的微波毫米波波段单片集成功率放大器具有高增益（＞19dB)、高输出功率（>36dBm），在额定工作条件下稳定，可广泛应用于各种电子领域、雷达及无线通信系统中。
【IPC分类】H03F1/42, H03F3/20
【公开号】CN104901639
【申请号】CN201410081282
【发明人】郭永新, 仲正
【申请人】苏州工业园区新国大研究院, 新加坡国立大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月6日