专利名称：双频带功率放大器的偏置电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于射频微波领域的双频带功率放大器的偏置电路，属于模拟电路的技术领域。
背景技术：
射频功率放大器是射频电路的重要组成，广泛应用于无线通信中的发射机和接收机，以保证发射信号辐射到空间中时，具有足够大的功率，或者在接收端能够正确还原为功率级别的可识别信号。传统的射频功率放大器主要由晶体管、输入和输出的匹配电路以及相应的直流偏置电路所组成。通信技术发展至今，各个通信系统都呈现出频段越来越多样化的特征，目前， 第三代移动通信(3rd Generation)、下一代移动通信系统IMT-Advanced和无线局域网 WAN (Wireless Local Area Network)均工作于多个频段。这些频段的信号在通信时，往往需要频段数与无线通信设备的套数相对应。因此，使得每个射频器件能够实现双频段甚至多频段工作，对于提高射频前端设备的集成度，以降低功耗、体积和设备成本都具有很重要的现实意义。目前，人们在双频带功率放大器的技术领域已经作了大量研究，双频器件也获得了一定的应用。通过检索现有的涉及双频功率放大器的专利和论文发现目前，双频功率放大器通常都是用串联在直流通路中的电感、或采用四分之一波长传输线与电容或微带短路相结合的偏置电路，以实现通直流、隔绝射频信号的作用。但是，由于功放的工作频率较高，且输入输出段的功率大，因此，基于电感的射频扼流电路并不适用于功放的偏置电路， 而且，四分之一波长传输线与微带短路相结合的偏置电路的带宽较窄，很难达到在两个距离较远的频段上同时实现扼流的作用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于双频带功率放大器的偏置电路，采用微带线和电容构成的本发明偏置电路的电路设计构思新颖、巧妙，结构简单，易于实现，能够同时工作于两个频段内。为了达到上述发明目的，本发明提供了一种用于双频带功率放大器的偏置电路， 其特征在于所述偏置电路是由两段串联微带线和一段微带线并联开路枝节构成的、呈T 型结构的等效双频四分之一波长传输线，分别位于所述串联微带线一端的两个射频短路电容和位于射频回路中并联的两个隔直电容所组成；其中两段串联微带线的电路结构和参数完全相同，所述微带线并联开路枝节的一端连接于该两段串联微带线的连接处，其另一端、 即终端处于开路；所述两个射频短路电容和两个隔直电容的自谐振频率都分别为f\和f2， 两个射频短路电容并联接在串联微带线的末端，且其两端分别连接直流电源和接地，该两个射频短路电容和等效双频四分之一波长传输线组成射频扼流电路；并联的两个隔直电容串接在双频带功率放大器的射频回路。
本发明是一种采用微带与集总参数元件混合电路组成的用于双频带功率放大器的双频带偏置电路，用于为双频段射频功率放大器提供直流偏置，其创新特点是采用微带线与电容结合的方式，使得电路结构非常简单，易于实现，工作可靠；能够同时工作于两个频段，且带宽较宽，在射频回路阻隔直流的同时，提供两个频率的射频通路。其中的射频扼流电路可以同时阻隔该两个频段的射频信号进入直流回路，以免引起差损。总之，本发明能够很好地运用在双频功率放大器中，因而能有效降低多频通信设备体积和生产成本，具有很好的推广应用前景。
图1是本发明双频带功率放大器的偏置电路的电原理图。图2是本发明偏置电路用于1. 9GHz和3. 5GHz双频功率放大器的射频扼流电路部分的软件仿真实施例的电路原理图(端口 1和端口 2均为50Ω)。图3是本发明偏置电路用于1. 9GHz和3. 5GHz双频功率放大器的射频扼流电路部分的软件仿真实施例的试验结果示意图。图4是本发明偏置电路用于1. 9GHz和3. 5GHz双频功率放大器的隔直电路部分的软件仿真实施例的电路原理图(端口 1和端2均为50Ω)。图5是本发明双频带偏置电路用于1. 9GHz和3. 5GHz双频功率放大器的隔直电路部分的软件仿真实施例的试验结果示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。参见图1，本发明双频带功率放大器的偏置电路是由两段串联微带线和一段微带线并联开路枝节构成的、呈T型结构的等效双频四分之一波长传输线，分别位于串联微带线一端的两个射频短路电容和位于射频回路中并联的两个隔直电容所组成。其中两段串联微带线的电路结构和参数完全相同，微带线并联开路枝节的一端连接于该两段串联微带线的连接处，其另一端、即终端处于开路。两个射频短路电容和两个隔直电容的自谐振频率都分别为fi和f2，两个射频短路电容并联接在串联微带线的末端，且其两端分别接直流电源和接地。两个射频短路电容和等效双频四分之一波长传输线组成射频扼流电路，并联的两个隔直电容串接在双频带功率放大器的射频回路。本发明偏置电路中两段串联微带线电路的电长度和特性阻抗的计算公式分别为
θ a = η, π，
权利要求
1.一种用于双频带功率放大器的偏置电路，其特征在于所述偏置电路是由两段串联微带线和一段微带线并联开路枝节构成的、呈T型结构的等效双频四分之一波长传输线， 分别位于所述串联微带线一端的两个射频短路电容和位于射频回路中并联的两个隔直电容所组成；其中两段串联微带线的电路结构和参数完全相同，所述微带线并联开路枝节的一端连接于该两段串联微带线的连接处，其另一端、即终端处于开路；所述两个射频短路电容和两个隔直电容的自谐振频率都分别为f\和f2，两个射频短路电容并联接在串联微带线的末端，且其两端分别连接直流电源和接地，该两个射频短路电容和等效双频四分之一波长传输线组成射频扼流电路；并联的两个隔直电容串接在双频带功率放大器的射频回路。
2.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于所述两段串联微带线电路的电长度 和特性阻抗的计算公式分别为
3.根据权利要求2所述的偏置电路，其特征在于所述两段串联微带线电路的电长度计算公式Qa = IllJI中的系数Il1应在综合考虑串联微带线特性阻抗、的印制电路板可实现的基础上，选择最小的正整数，以减小微带线的外形尺寸。
4.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于所述微带线并联开路枝节的电长度和特性阻抗的计算公式分别为
5.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于所述并联在串联微带线末端的两个射频短路电容因其自谐振频率分别为和f2，故对于频率为和f2的射频信号，能够同时视为短路；且所述的呈T型结构的等效双频四分之一波长传输线可同时等效为频率为和 f2的射频信号上的四分之一波长传输线，根据四分之一波长传输线阻抗变换的原理，串联微带线的另一端则被视为该两个频率和f2的射频信号开路，从而阻隔射频信号进入直流回路，造成差损。
6.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于因自谐振频率分别为和f2的所述两个隔直电容并联后串接在射频回路中，故其对于频率为和f2的信号同时提供短路，对功率放大器匹配电路不产生任何影响，并避免因直流信号进入信号源或后级电路所产生的不良影响。
全文摘要
一种双频带功率放大器的偏置电路，由两段串联微带线和一段微带线并联开路枝节构成的、呈T型结构的等效双频四分之一波长传输线，分别位于所述串联微带线一端的两个射频短路电容和位于射频回路中并联的两个隔直电容所组成。其中两段串联微带线的电路结构和参数完全相同，并联开路枝节的一端连接于两段串联微带线中间，另一端处于开路。两个射频短路电容和两个隔直电容的自谐振频率分别为f1和f2，前者并联接在串联微带线的末端，且两端分别接直流电源和接地，并与等效双频四分之一波长传输线组成射频扼流电路。后者串接在双频带功率放大器的射频回路。本发明偏置电路结构简单，易于实现，能同时工作于两个频段。
文档编号H03F3/20GK102364874SQ201110341729
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者于翠屏, 付吉祥, 刘元安, 吴永乐, 苏明, 郑先锋, 黎淑兰 申请人:山东安派通信技术有限公司