一种射频功率放大器和基板模组的制作方法

本发明涉及电路，尤其涉及一种射频功率放大器和基板模组。

背景技术：

1、目前，卫星通信系统中，射频前端对通信质量影响较大，其中，射频功率放大器作为射频前端的关键器件。

2、相关技术的射频功率放大器一般包括驱动放大器、第一输入匹配网络、载波功率放大器、第二输入匹配网络、峰值功率放大器、第一输出匹配网络以及第二输出匹配网络。

3、然而，相关技术的射频功率放大器用于卫星通信系统中。现代卫星通信主要应用于普通移动通讯信号不能覆盖的地区(如无人区，荒漠，海洋，极地等)或通讯基站遭受破坏的情况下(如地震，洪水，台风等)，由于通信环境更加恶劣复杂，且终端与卫星间的通信距离与蜂窝移动网络相比距离更远，所以通信系统的准确性和稳定性就显得尤为关键。手持无线终端正常工作时，其与卫星、地面监控总站之间能够直接通过卫星信号进行双向的信息传递，通信模式是以短报文形式作为传输基本单位。相较于蜂窝移动通信，由于距离更远，射频功率放大器作为射频前端的关键器件，需要输出更高的饱和功率，而高功率输出时射频功率放大器通常工作在非线性区，会产生一系列的谐波分量。当射频功率放大器模组工作在高功率输出和饱和输出时，很难同时实现较宽的工作频宽与较高的谐波抑制。

4、因此，实有必要提供一种新的射频功率放大器和模组解决上述问题。

技术实现思路

1、针对以上现有技术的不足，本发明提出一种工作频宽高，输出功率高时的谐波抑制效果好的射频功率放大器和基板模组。

2、为了解决上述技术问题，第一方面，本发明的实施例提供了一种射频功率放大器，所述射频功率放大器包括依次连接的基板输入单元、功率放大器单元和基板输出单元；

3、所述基板输入单元用于接收外部单端信号，并将其转换为功率相同且相位相差180°的两路第一信号；

4、所述功率放大器单元用于将两路所述第一信号的功率放大和抑制主频的二阶谐波后生成两路第二信号；

5、所述基板输出单元用于接收两路所述第二信号后进行功率合成转换为一路第三信号，并将所述第三信号的谐波进行抑制后输出；

6、所述功率放大器单元包括第一输入射频匹配网络、第一驱动级功率放大器、第一级间匹配网络、第一放大级功率放大器、第二输入射频匹配网络、第二驱动级功率放大器、第二级间匹配网络、第二放大级功率放大器、第十二电容、第十三电容以及第九电容；所述第一输入射频匹配网络包括第三电容和第三电感；所述第一级间匹配网络包括第七电感、第五电容、第五电感和第七电容，且用于抑制主频的二阶谐波；所述第二输入射频匹配网络包括第四电容和第四电感；所述第二级间匹配网络包括第八电感、第六电容、第六电感和第八电容，且用于抑制主频的二阶谐波；

7、所述第三电容的第一端作为所述功率放大器单元的第一输入端，且所述第三电容的第一端连接至所述第三电感的第一端，所述第三电感的第二端接地；

8、所述第三电容的第二端连接至所述第一驱动级功率放大器的输入端；

9、所述第一驱动级功率放大器的输出端分别连接至所述第七电感的第二端、所述第五电容的第一端以及所述第七电容的第一端；

10、所述第七电感的第一端分别连接至第一电源电压、所述第八电感的第一端、所述第十二电容的第一端以及所述第十三电容的第一端，所述第十二电容的第二端接地，所述第十三电容的第二端接地；

11、所述第五电容的第二端连接至所述第五电感的第一端，所述第五电感的第二端接地；

12、所述第七电容的第二端连接至所述第一放大级功率放大器的输入端；

13、所述第一放大级功率放大器的输出端作为所述功率放大器单元的第一输出端，且所述第一放大级功率放大器的输出端连接至所述第九电容的第一端；

14、所述第四电容的第一端作为所述功率放大器单元的第二输入端，且所述第四电容的第一端连接至所述第四电感的第一端，所述第四电感的第二端接地；

15、所述第四电容的第二端连接至所述第二驱动级功率放大器的输入端；

16、所述第二驱动级功率放大器的输出端分别连接至所述第八电感的第二端、所述第六电容的第一端和所述第八电容的第一端；

17、所述第六电容的第二端连接至所述第六电感的第一端，所述第六电感的第二端接地；

18、所述第八电容的第二端连接至所述第二放大级功率放大器的输入端；

19、所述第二放大级功率放大器的输出端作为所述功率放大器单元的第二输出端，且所述第二放大级功率放大器的输出端连接至所述第九电容的第二端。

20、优选的，所述基板输入单元为lc集中巴伦。

21、优选的，所述基板输入单元包括第一电容、第二电容、第一电感以及第二电感；

22、所述第一电容的第一端作为所述基板输入单元的输入端，且所述第一电容的第一端连接至所述第二电感的第一端；

23、所述第一电容的第二端作为所述基板输入单元的第一输出端，且所述第一电容的第二端连接至所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端接地；

24、所述第二电感的第二端作为所述基板输入单元的第二输出端，且所述第二电感的第二端连接至所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端接地。

25、优选的，所述基板输出单元包括变压器、第十电容、第十一电容、第十四电容、串联谐振网络以及输出匹配电路；

26、所述串联谐振网络用于抑制四阶以上的谐波；

27、所述输出匹配电路用于对输出阻抗进行匹配；

28、所述变压器的初级线圈的第一端作为所述基板输出单元的第一输入端；所述变压器的初级线圈的第二端作为所述基板输出单元的第二输入端；

29、所述变压器的初级线圈的中心抽头端连接至所述第十电容的第一端、所述第十四电容的第一端以及第二电源电压，所述第十电容的第二端接地，所述第十四电容的第二端接地；

30、所述变压器的次级线圈的第一端分别连接所述串联谐振网络的接口端和所述输出匹配电路的输入端；

31、所述变压器的次级线圈的第二端连接至所述第十一电容的第一端，所述第十一电容的第二端接地；

32、所述输出匹配电路的输出端作为所述基板输出单元的输出端。

33、优选的，所述串联谐振网络包括第十五电容、第十六电容、第九电感以及第十电感；

34、所述第十五电容的第一端作为所述串联谐振网络的接口端，且所述第十五电容的第一端连接至所述第十六电容的第一端；

35、所述第十五电容的第二端连接至所述第九电感的第一端，所述第九电感的第二端接地；

36、所述第十六电容的第二端连接至所述第十电感的第一端，所述第十电感的第二端接地。

37、优选的，所述输出匹配电路包括依次连接的第一低通匹配网络、第二低通匹配网络、第三低通匹配网络以及带阻匹配网络。

38、优选的，所述第一低通匹配网络包括第十一电感、第十七电容、第十二电感；

39、所述第二低通匹配网络包括第十三电感、第十八电容、第十四电感；

40、所述第三低通匹配网络包括第十五电感、第十九电容、第十六电感；

41、所述带阻匹配网络包括第二十电容和第十七电感；

42、所述第十一电感的第一端作为所述输出匹配电路的输入端；

43、所述第十一电感的第二端分别连接至所述第十七电容的第一端和所述第十三电感的第一端；所述第十七电容的第二端连接至所述第十二电感的第一端，所述第十二电感的第二端接地；

44、所述第十三电感的第二端分别连接至所述第十八电容的第一端和所述第十五电感的第一端；所述第十八电容的第二端连接至所述第十四电感的第一端，所述第十四电感的第二端接地；

45、所述第十五电感的第二端分别连接至所述第十九电容的第一端、所述第二十电容的第一端和所述第十七电感的第一端；所述第十九电容的第二端连接至所述第十六电感的第一端，所述第十六电感的第二端接地；

46、所述第二十电容的第二端作为所述输出匹配电路的输入端，且所述第二十电容的第二端连接至所述第十七电感的第二端。

47、优选的，所述第三电容、所述第四电容、所述第五电容、所述第六电容、所述第七电容、所述第八电容以及所述第九电容均为stack电容或mim电容。

48、第二方面，本发明的实施例还提供了一种基板模组，所述基板模组包括基板和焊接于所述基板的如本发明的实施例提供的上述的射频功率放大器。

49、优选的，所述功率放大器单元为半导体芯片；所述基板输入单元和所述基板输出单元均为多个分立元器件制成。

50、与相关技术相比，本发明的射频功率放大器和基板模组通过所述功率放大器单元中设置第一级间匹配网络和第二级间匹配网络。其中，第一级间匹配网络包括第七电感、第五电容、第五电感和第七电容；第二级间匹配网络包括第八电感、第六电容、第六电感和第八电容；第一级间匹配网络和第二级间匹配网络提升匹配网络的频率带宽，进而提升射频功率放大器的工作带宽，从而使得射频功率放大器的工作频宽高。更优的，本发明的射频功率放大器在所述功率放大器单元的前后分别设置基板输入单元和基板输出单元，基板输入单元的巴伦和基板输出单元的变压器组成实现的差分功率放大器，其差分结构本身还可实现对偶次谐波加强抑制的功能。所述基板输出单元的串联谐振网络对四阶以上谐波进行抑制；所述基板输出单元的输出匹配电路实现对二阶谐波和三阶谐波进行抑制；同时，所述功率放大器单元通过第一级间匹配网络和第二级间匹配网络抑制主频的二阶谐波，以使得所述功率放大器单元产生的二阶谐波分量降低；从而使得本发明的射频功率放大器和基板模组在输出功率高时的谐波抑制效果好。