射频功率放大电路以及射频功率放大器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种射频功率放大电路，包括前级放大器、后级放大器以及级间匹配电路，所述级间匹配电路设置于所述前级放大器与所述后级放大器之间，所述级间匹配电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及第一电阻。所述第一电容、所述第三电容以及所述第一电阻依次串联后连接于所述前级放大器的输出端和所述后级放大器的输入端之间；所述第二电容一端连接于所述前级放大器的输出端，另一端接地;所述第四电容一端连接于所述第三电容和所述第一电阻之间，另一端接地；所述第一电阻两端并联一导线。上述射频功率放大电路，可以实现较好的级间匹配，具有高增益的优点。还提供一种射频功率放大器。
【专利说明】射频功率放大电路以及射频功率放大器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通信【技术领域】，特别是涉及一种射频功率放大电路以及射频功率放大器。
【背景技术】
[0002]射频功率放大器是各种无线通信设备中的重要组成部分，其通常采用双极或者多级放大器级联来实现射频功率放大器。在级联中，各级间需要使用匹配电路实现阻抗匹配，以提高射频功率放大器的增益。传统的射频功率放大电路的阻抗匹配方法都是把前级输出端和后级的输入端匹配至50欧姆(阻抗值通常为50欧姆)，然后再进行级联。采用这种匹配方式的射频功率放大器其增益较低，并不理想。
实用新型内容
[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种具有高增益的射频功率放大电路。
[0004]还提供一种具有高增益的射频功率放大器。
[0005]一种射频功率放大电路，包括前级放大器、后级放大器以及级间匹配电路，所述级间匹配电路设置于所述前级放大器与所述后级放大器之间，所述级间匹配电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及第一电阻；所述第一电容、所述第三电容以及所述第一电阻依次串联后连接于所述前级放大器的输出端和所述后级放大器的输入端之间；所述第二电容一端连接于所述前级放大器的输出端，另一端接地；所述第四电容一端连接于所述第三电容和所述第一电阻之间，另一端接地；所述第一电阻两端并联一导线。
[0006]在其中一个实施例中，所述级间匹配电路还包括电感匹配电路，所述电感匹配电路包括微带电感和线圈电感；所述微带电感一端连接于所述第一电容和所述第三电容之间，另一端接地；所述线圈电感一端连接于所述第一电容和所述第三电容之间，另一端接地。
[0007]在其中一个实施例中，还包括负反馈电路，所述负反馈电路并联于所述前级放大器的输入端和输出端之间，包括第五电容、与所述第五电容串联的第二电阻。
[0008]在其中一个实施例中，还包括前级输入匹配电路和后级输出匹配电路；所述前级输入匹配电路与所述前级放大器的输入端连接；所述后级输出匹配电路与所述后级放大器的输出端连接。
[0009]在其中一个实施例中，所述后级输出匹配电路包括第六至第十三电容、第三至第五电感；所述第三至第五电感与所述第十三电容串联后连接于所述后级放大器的输出端；所述第六电容一端连接于所述后级放大器和所述第三电感之间，另一端均接地；所述第七电容和所述第八电容与所述第六电容并联；所述第九电容的一端连接于所述第三电感和所述第四电感之间，另一端接地，所述第十电容与所述第九电容并联；所述第十一电容一端连接于第四电感和第五电感之间，另一端接地；所述第十二电容一端连接于所述第五电感和所述第十三电容之间，另一端接地。
[0010]在其中一个实施例中，所述前级放大器和所述后级放大器均为一 MOS管。
[0011 ] 在其中一个实施例中，还包括供电电路，所述供电电路用于对供电电源进去耦行滤波后向所述前级放大器和所述后级放大器供电。
[0012]—种射频功率放大器,包括印刷电路板、第一壳体以及第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体共同形成封闭空间用于收纳所述印刷电路板，所述印刷电路板上设置有如上任一所述的射频功率放大电路。
[0013]在其中一个实施例中，所述印刷电路板固定于所述第一壳体上；所述第一壳体在与后级放大器位置相对应处设有一具有第一深度的方形凹槽。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一壳体为散热片，用于对所述射频功率放大器进行散热；所述第二壳体为屏蔽罩，用于对所述射频功率放大电路进行电磁屏蔽保护。
[0015]上述射频功率放大电路以及射频功率放大器，通过对级间匹配电路的设置可以实现前级输出端和后级输入端之间的匹配，从而实现较好的级间匹配，进而实现整个电路的高增益。同时，通过对级间匹配电路的设置，缩小了匹配电路面积，有利于实现设备的小型化。
[0016]上述射频高功率放大电路以及射频功率放大器，后级输出匹配电路通过低通的匹配电路设计，既可以实现输出端的阻抗匹配，还能够抑制二次谐波，满足生产以及设备的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为一实施例中的射频功率放大电路的原理图；
[0018]图2为另一实施例中的射频功率放大电路的原理图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]图1为一实施例中的射频功率放大电路的原理图。射频放大电路包括前级放大器110、后级放大器120以及级间匹配电路130。级间匹配电路130设置于前级放大器110和后级放大器120之间。在本实施例中，前级和后级是相对于射频信号传输方向而言的。前级放大器110和后级放大器120沿射频信号传输方向先后设置。
[0021]在本实施例中，级间匹配电路130包括第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4以及第一电阻R1。第一电容Cl、第三电容C3以及第一电阻Rl依次串联后连接于前级放大器I1的输出端和后级放大器120的输入端之间。第二电容C2 —端连接于前级放大器110的输出端，另一端接地。第四电容C4 一端连接于第三电容C3和第一电阻Rl之间，另一端接地。其中，第一电阻Rl的两端并联一导线。在本实施例中，级间匹配电路中前级放大器输出端的阻抗较大，而后级放大器输入端的阻抗较小，可以将后级放大器120的输入阻抗匹配到前级放大器110的输出端，从而实现较好的级间匹配，进而实现整个电路的闻增益。
[0022]在本实施例中，级间匹配电路130还包括电感匹配电路132。电感匹配电路132用于对级间匹配进行调节，以实现级间匹配的优化。具体地，电感匹配电路132包括微带电感LI和线圈电感L2。微带电感LI的一端与线圈电感L2的一端连接后连接于第一电容Cl和第三电容C3之间。其中，微带电感LI的另一端接地，线圈电感L2的另一端接地。电感匹配电路132不仅能够实现对级间匹配的优化调节，还能够有效的降低电路的电磁干扰，保证信号的有效传输。
[0023]上述射频功率放大电路，可以将后级放大器120的输入阻抗匹配到前级放大器110的输出端，从而实现较好的级间匹配，进而实现整个电路的高增益。同时，简化了匹配电路面积，使用器件较少，相应的生产成本降低；电路插损较小从而使得增益进一步提高。上述射频功率放大电路可以用于车载台对讲机中，也可以适用于单兵电台等无线传输场合。
[0024]在本实施例中，前级放大器110和后级放大器120均为一 MOS管。其中，前级放大器110采用为功率为1W、型号为RDOl的MOS管，后级放大器120采用型号为AFT05MS031N的MOS管。射频信号经过前级放大器110的放大，可以达到1-2W的功率，再经过后级放大器120的放大，可达到大于30W的功率。同时，通过采用RDOl和AFT05MS031N，电路的效率较高，效率大于60%，能耗较低，器件寿命更长，工作更稳定。在其他的实施例中，前级放大器110也可以采用其他IW左右的功率放大器件代替，并不限于本实施例中的RD01。
[0025]图2为另一实施例中的射频功率放大电路的原理图。在本实施例中，射频功率放大电路包括前级放大器210、后级放大器220、级间匹配电路230、前级输入匹配电路240、负反馈电路250、后级输出匹配电路260。其中，前级放大器210、后级放大器220以及级间匹配电路230在前述实施例中已经介绍，此处不赘述。
[0026]前级输入匹配电路240连接于前级放大器210的输入端，用于对前级放大器210进行输入阻抗匹配。后级输出匹配电路260连接于后级放大器220的输出端，用于对后级放大器220进行输出阻抗匹配。在本实施例中，前级输入匹配电路240为π型衰减电路。
[0027]在本实施例中，后级输出匹配电路260包括第六至第十三电容(C6?C13)，以及第三至第五电感(L3?L5)。具体地，第三电感L3至第五电感L5、第十三电容C13串联后连接于后级放大器220的输出端。第六电容C6 —端连接于后级放大器220和第三电感L3之间，另一端接地。第七电容C7和第八电容C8与第六电容C6并联。第九电容C9 一端连接于第三电感L3和第四电感L4之间，另一端接地。第十电容ClO与第九电容C9并联。第i^一电容Cll 一端连接于第四电感L4和第五电感L5之间，另一端接地。第十二电容C12一端连接于第五电感L5和第十三电容C13之间，另一端接地。后级输出匹配电路220通过低通的匹配电路设计，既可以实现输出端的阻抗匹配，还能够抑制二次谐波，满足生产以及设备的需求。
[0028]负反馈电路250并联于前级放大器210的输入端和输出端之间，包括第五电容C5和第二电阻R2。其中，第五电容C5和第二电阻R2串联。在本实施例中前级放大器210为MOS管Ql。前级放大器210的输入端即为MOS管Ql的栅极，输出端为MOS管Ql的漏极，MOS管Ql的源极接地。负反馈电路250提高了电路的稳定性。
[0029]在本实施例中，上述射频功率放大电路还包括供电电路。供电电路用于对供电电源进去耦行滤波后向前级放大器210和后级放大器220供电。具体地，在前级放大器210的输入端、后级放大器220的输入端均设置有滤波去耦分压电路270。在前级放大器210的输出端、后级放大器220的输出端均设有滤波去耦电路280。通过增设滤波去耦分压电路270以及滤波去耦电路280可以进一步提高电路的稳定性，器件寿命更长。
[0030]在本实用新型中，还提供了一种射频功率放大器。射频功率放大器包括第一壳体、第二壳体以及印刷电路板(PCB板)。其中，印刷电路板上设置有如前述任一实施例中的射频功率放大电路。第一壳体和第二壳体共同形成封闭空间用于收纳印刷电路板。印刷电路固定于第一壳体上。在第一壳体上与后级放大器所在位置相对应处设有一具有第一深度的方形凹槽，便于后级放大器的贴片安装。在本实施例中，第一深度为0.3毫米。第一深度可以根据后级放大器的具体结构而设定。
[0031]第一壳体为散热片，其采用紫铜镀镍材料。印刷电路板直接烧结在第一壳体上，起到良好的散热效果。同时第一壳体上设置定位孔和固定孔。定位孔用于对印刷电路板进行定位，便于印刷电路板的安装。固定孔用于固定第一壳体和第二壳体。在本实施例中，第二壳体为屏蔽罩，其采用不锈钢材料，能屏蔽大部分的电磁波辐射，具有良好的电磁波辐射屏蔽效果，对电路起到较好的保护作用。在其他的实施例中，第一壳体和第二壳体也可以分别采用其他本领域技术人员习知的具散热效果和电磁波辐射屏蔽效果的材料。
[0032]上述射频功率放大器效率较高，发热量少，电路整体温度不会过高，器件寿命较长，消耗电量较小，符合绿色环保的理念。
[0033]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种射频功率放大电路，包括前级放大器、后级放大器以及级间匹配电路，所述级间匹配电路设置于所述前级放大器与所述后级放大器之间，其特征在于，所述级间匹配电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及第一电阻； 所述第一电容、所述第三电容以及所述第一电阻依次串联后连接于所述前级放大器的输出端和所述后级放大器的输入端之间；所述第二电容一端连接于所述前级放大器的输出端，另一端接地；所述第四电容一端连接于所述第三电容和所述第一电阻之间，另一端接地；所述第一电阻两端并联一导线。
2.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述级间匹配电路还包括电感匹配电路，所述电感匹配电路包括微带电感和线圈电感；所述微带电感一端连接于所述第一电容和所述第三电容之间，另一端接地；所述线圈电感一端连接于所述第一电容和所述第三电容之间，另一端接地。
3.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，还包括负反馈电路，所述负反馈电路并联于所述前级放大器的输入端和输出端之间，包括第五电容、与所述第五电容串联的第二电阻。
4.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，还包括前级输入匹配电路和后级输出匹配电路；所述前级输入匹配电路与所述前级放大器的输入端连接；所述后级输出匹配电路与所述后级放大器的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述后级输出匹配电路包括第六至第十三电容、第三至第五电感；所述第三至第五电感与所述第十三电容串联后连接于所述后级放大器的输出端；所述第六电容一端连接于所述后级放大器和所述第三电感之间，另一端均接地；所述第七电容和所述第八电容与所述第六电容并联；所述第九电容一端连接于所述第三电感和所述第四电感之间，另一端接地，所述第十电容与所述第九电容并联；所述第十一电容一端连接于第四电感和第五电感之间，另一端接地；所述第十二电容一端连接于所述第五电感和所述第十三电容之间，另一端接地。
6.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，所述前级放大器和所述后级放大器均为一 MOS管。
7.根据权利要求1所述的射频功率放大电路，其特征在于，还包括供电电路，所述供电电路用于对供电电源进去耦行滤波后向所述前级放大器和所述后级放大器供电。
8.一种射频功率放大器，包括印刷电路板、第一壳体以及第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体共同形成封闭空间用于收纳所述印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板上设置有如权利要求1?7任一所述的射频功率放大电路。
9.根据权利要求8所述的射频功率放大器，其特征在于，所述印刷电路板固定于所述第一壳体上；所述第一壳体在与后级放大器位置相对应处设有一具有第一深度的方形凹槽。
10.根据权利要求8所述的射频功率放大器，其特征在于，所述第一壳体为散热片，用于对所述射频功率放大器进行散热；所述第二壳体为屏蔽罩，用于对所述射频功率放大电路进行电磁屏蔽保护。
【文档编号】H03F3/189GK204031077SQ201420406488
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】张轩轩, 周杰, 张士雨, 章作宏 申请人:中国电子器材深圳有限公司