一种功率放大器及电子设备的制作方法

本发明实施例涉及电子，尤其涉及一种差分多路合成功率放大器及电子设备。

背景技术：

1、功率放大器作为一种通信设备必不可少的信号放大元件，在通信链路中具有重要作用。随着5g and beyond的快速普及和wlan、wi-fi等应用的快速推广，射频前端对高性能功率放大器的需求与日俱增。其中高输出功率，高效率，高线性度始终是对高性能功放主流的需求。而现有的单端合成技术，在对多管芯阵列进行功率合成的过程中，容易出现匹配相位不一致、合成效率低、插损大，面积大、等一系列问题。因此，现有的功率放大器的输出功率和增益较低，功率的合成效率不能满足用户的需求。本发明所提供的基于变压器匹配的多路差分合成方案，能有效解决这一问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种功率放大器及电子设备，以解决功率放大器的输出功率和增益较低，功率的合成效率不能满足用户的需求的问题。

2、为实现上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、本发明实施例提供了一种功率放大器，包括：

4、输入端，用于输入第一信号；

5、至少两级放大单元，放大单元用于对输入的第一信号进行放大；

6、级间匹配网络，连接于相邻两级放大单元之间，级间匹配网络为对称变压器结构；

7、输出匹配网络，与最后一级放大单元连接，输出匹配网络用于进行功率合成并输出第二信号；其中，第二信号的功率大于第一信号的功率。

8、可选的，放大单元，包括：

9、第一级放大单元、第二级放大单元和第三级放大单元；

10、第一级放大单元与输入端连接，第二级放大单元连接于第一级放大单元和第三级放大单元之间；

11、第三级放大单元与输出匹配网络连接。

12、可选的，级间匹配网络，包括：

13、第一级间匹配网络，连接于第一级放大单元和第二级放大单元之间，第一级间匹配网络为对称结构；

14、第二级间匹配网络，连接于第二级放大单元和第三级放大单元之间，第二级间匹配网络为对称结构。

15、可选的，第一级间匹配网络，包括：

16、第一变压器、第二变压器、功率分配器和第一谐振电容，

17、功率分配器的第一端与第一级放大单元的输出端以及第一谐振电容的第一端连接，功率分配器的第二端与第一变压器的主级线圈的第一端连接，功率分配器的第三端与第二变压器的主级线圈的第一端连接，谐振电容的第二端与第一变压器的主级线圈的第二端、第二变压器的主级线圈的第二端以及电源连接；

18、第一变压器的次级线圈与第二级放大单元的第一放大器的输入端连接；第二变压器的次级线圈与第二级放大单元的第二放大器的输入端连接。

19、可选的，功率分配器，包括：

20、第一传输线和第二传输线，第一传输线的第一端作为功率分配器的第二端，第一传输线的第二端和第二传输线的第一端连接，作为功率分配器的第一端，第二传输线的第二端作为功率分配器的第三端。

21、可选的，第二级间匹配网络，包括：

22、第三变压器、第四变压器、第一功分器、第二功分器、第二谐振电容和第三谐振电容；

23、第三变压器的主级线圈与第二谐振电容并联连接于第一放大器的输出端，第三变压器的次级线圈连接于第一功分器的第一输入端和第二输入端，第一功分器的第一输出端和第二输出端与第三级放大单元的第三放大器的输入端连接，第一功分器的第三输出端和第四输出端与第二级放大单元的第四放大器的输入端连接；

24、第四变压器的主级线圈与第三谐振电容并联连接于第二放大器的输出端，第四变压器的次级线圈连接于第二功分器的第一输入端和第二输入端，第二功分器的第一输出端和第二输出端与第三级放大单元的第五放大器的输入端连接，第二功分器的第三输出端和第四输出端与第二级放大单元的第六放大器的输入端连接。

25、可选的，第一功分器包括：第三传输线、第四传输线、第五传输线和第六传输线；

26、第三传输线的第二端与第四传输线的第一端连接于第一功分器的第一输入端；第五传输线的第二端与第六传输线的第一端连接于第一功分器的第二输入端；第三传输线的第一端作为第一功分器的第一输出端，第四传输线的第二端作为第一功分器的第三输出端；

27、第五传输线的第一端作为第一功分器的第二输出端，第六传输线的第二端作为第一功分器的第四输出端；

28、第二功分器包括：第七传输线、第八传输线、第九传输线和第十传输线；

29、第七传输线的第二端与第八传输线的第一端连接于第二功分器的第一输入端；第九传输线的第二端与第十传输线的第一端连接于第二功分器的第二输入端；第七传输线的第一端作为第二功分器的第一输出端，第八传输线的第二端作为第二功分器的第三输出端；

30、第九传输线的第一端作为第二功分器的第二输出端，第十传输线的第二端作为第二功分器的第四输出端。

31、可选的，输出匹配网络，包括：

32、第五变压器、第六变压器、第七变压器、第八变压器、第十一传输线和第十二传输线；

33、第五变压器的主级线圈与第三级放大单元的第三放大器的输出端连接，第五变压器的次级线圈的第一端与第十一传输线的第一端连接，第十一传输线的第二端与第十二传输线的第一端连接于输出端；

34、第六变压器的主级线圈与第三级放大单元的第四放大器的输出端连接，第六变压器的次级线圈的第一端与第五变压器的次级线圈的第二端连接，第六变压器的次级线圈的第二端接地；

35、第七变压器的主级线圈与第三级放大单元的第六放大器的输出端连接，第七变压器的次级线圈的第一端与第十二传输线的第一端连接，第十二传输线的第二端与第十一传输线的第一端连接于输出端；

36、第八变压器的主级线圈与第三级放大单元的第五放大器的输出端连接，第八变压器的次级线圈的第一端与第七变压器的次级线圈的第二端连接，第八变压器的次级线圈的第二端接地。

37、可选的，输出匹配网络，还包括：第四谐振电容、第五谐振电容、第六谐振电容、第七谐振电容以及第八谐振电容；

38、第四谐振电容与第五变压器的主级线圈并联连接，第五谐振电容与第六变压器的主级线圈并联连接，第六谐振电容与第七变压器的主级线圈并联连接，第七谐振电容与第八变压器的主级线圈并联连接，第八谐振电容连接于输出端和接地端之间；

39、可选的，功率放大器，还包括：单端匹配网络，单端匹配网络连接于输入端和第一级放大单元之间；

40、可选的，单端匹配网络包括：第九谐振电容、第一电感和第二电感，第一电感的第一端和第九谐振电容的第一端连接于输入端，第一电感的第二端接地，第二电感的第一端与第九谐振电容的第二端以及第一级放大单元的输入端连接。

41、根据本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，包括第一方面任意功率放大器。

42、本发明实施例提供的功率放大器通过设置级间匹配网络将前一级放大单元的最优输出阻抗匹配到第二级放大单元的驱动级的输入端的共轭阻抗。并通过放大单元对输入的第一信号进行逐级放大。通过设置输出匹配网络，通过输出匹配网络输出的第二信号的功率大于第一信号的功率，使得功率放大器的输出功率更高，改善了功率放大器的信号输出效果。