集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器的制作方法

本发明涉及微波集成电路技术，尤其涉及一种集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器。

背景技术：

1、微波无线输电、工业加热等射频应用场景持续向大功率、高效率方向发展，功率放大器作为射频发射链路的重要耗能部件，其输出功率与能量转换效率直接决定整个系统的运行效能。内匹配功率放大器将匹配网络集成于管壳内部，兼具体积小、一致性高、使用便捷的优势，是大功率射频系统的主流器件形态。

2、为提高能量转换效率，功率放大器需要被推入饱和工作状态，此时功率管的栅极处产生二次谐波与三次谐波分量。目前对谐波的处理集中在二次谐波上，通常在功率管的输入端设置一条谐波调谐支路将二次谐波分量引至地端，三次谐波分量缺少相应的控制手段，滞留在栅极处参与栅极电压波形的形成，使功率管的输入波形偏离设计状态，直流功率被消耗在该分量上。并且，谐波调谐支路多沿射频信号的传输方向布置，与基波匹配电路走向相同并存在耦合，支路的引入会牵动基波匹配状态发生变化。

3、因此，如何在管壳内部实现输入端二次谐波与三次谐波的调谐，并使谐波调谐与基波匹配相互分离，成为亟待解决的关键问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，可以在管壳内部实现输入端二次谐波与三次谐波的调谐，并使谐波调谐与基波匹配相互分离。

2、本发明的第一方面，提供一种集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，包括：

3、集成于管壳内的输入匹配网络、二次谐波调谐支节、三次谐波调谐支节、功率管和输出匹配网络；

4、所述输入匹配网络的输出端经调谐节点与所述功率管的栅极连接；

5、所述二次谐波调谐支节包括串联的第一电感和第一电容，所述三次谐波调谐支节包括串联的第二电感和第二电容，二次谐波调谐支节和三次谐波调谐支节均一端与所述调谐节点连接、另一端接地，二次谐波调谐支节和三次谐波调谐支节均在基波频率呈开路状态；

6、所述功率管的漏极与所述输出匹配网络连接。

7、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述输入匹配网络包括依次串联的第一微带线、第二微带线和输入t型匹配网络；

8、所述第一微带线的一端作为所述输入匹配网络的输入端，所述第二微带线的一端与所述输入t型匹配网络的输入端连接，所述输入t型匹配网络的输出端作为所述输入匹配网络的输出端。

9、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述输入t型匹配网络包括第三电感、第四电感和第三电容；

10、所述第三电感的一端与所述第二微带线连接，第三电感的另一端与所述第四电感的一端连接，第四电感的另一端作为所述输入t型匹配网络的输出端；

11、获取第三电感和第四电感之间的第一节点，所述第三电容的一端与第一节点连接，第三电容的另一端接地。

12、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述二次谐波调谐支节中，所述第一电感的一端与所述调谐节点连接，第一电感的另一端与所述第一电容的一端连接，第一电容的另一端接地；

13、所述第一电感与第一电容构成的串联支路的谐振频率为二次谐波频率。

14、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述三次谐波调谐支节中，所述第二电感的一端与所述调谐节点连接，第二电感的另一端与所述第二电容的一端连接，第二电容的另一端接地；

15、所述第二电感与第二电容构成的串联支路的谐振频率为三次谐波频率。

16、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，将所述输入匹配网络与功率管的栅极之间的连接路径作为信号传输路径，所述二次谐波调谐支节和三次谐波调谐支节分别位于所述信号传输路径的两侧。

17、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述输出匹配网络包括依次串联的输出t型匹配网络、第三微带线和第四微带线；

18、所述输出t型匹配网络的输入端与所述功率管的漏极连接，所述第四微带线的一端作为所述输出匹配网络的输出端。

19、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述输出t型匹配网络包括第五电感、第六电感和第四电容；

20、所述第五电感的一端与功率管的漏极连接，第五电感的另一端与所述第六电感的一端连接，第六电感的另一端与所述第三微带线连接；

21、获取第五电感和第六电感之间的第二节点，所述第四电容的一端与第二节点连接，第四电容的另一端接地。

22、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，还包括：

23、输入隔直电容和栅极供电电路；

24、所述输入隔直电容的一端与射频输入端口连接，输入隔直电容的另一端引出第一支路和第二支路，所述第一支路经所述栅极供电电路与栅极直流电源连接，所述第二支路与所述输入匹配网络连接；

25、所述栅极供电电路包括第一去耦电容，以及依次连接的稳定电阻、第五微带线和隔交电感，所述稳定电阻的一端与第一支路连接，所述隔交电感的一端与所述栅极直流电源连接，获取隔交电感和栅极直流电源之间的第三节点，所述第一去耦电容的一端与所述第三节点连接，第一去耦电容的另一端接地。

26、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，还包括：

27、输出隔直电容和漏极供电电路；

28、所述输出匹配网络引出第三支路和第四支路，所述第三支路经所述输出隔直电容与射频输出端口连接，所述第四支路经所述漏极供电电路与漏极直流电源连接；

29、所述漏极供电电路包括第六微带线和第二去耦电容，所述第六微带线的一端与第四支路连接，第六微带线的另一端与所述漏极直流电源连接，获取第六微带线和漏极直流电源之间的第四节点，所述第二去耦电容的一端与所述第四节点连接，第二去耦电容的另一端接地；

30、所述输入隔直电容、栅极供电电路、输出隔直电容和漏极供电电路设置于所述管壳外部。

31、本发明的有益效果如下：

32、1、本发明将输入匹配网络、二次谐波调谐支节、三次谐波调谐支节、功率管和输出匹配网络集成于管壳内，输入匹配网络的输出端经调谐节点与功率管的栅极连接，二次谐波调谐支节包括串联的第一电感和第一电容，三次谐波调谐支节包括串联的第二电感和第二电容，二次谐波调谐支节和三次谐波调谐支节均一端与调谐节点连接、另一端接地。本发明通过在功率管的栅极之前同时设置二次谐波调谐支节和三次谐波调谐支节，实现了对功率管输入端二次谐波分量和三次谐波分量的调谐。另外，本发明使二次谐波调谐支节和三次谐波调谐支节在基波频率呈开路状态，避免了谐波调谐支节对基波匹配状态的影响，实现了输入端基波匹配与谐波调谐的分离。

33、2、本发明将二次谐波调谐支节和三次谐波调谐支节分别设置在信号传输路径的两侧，避免了两条支节在同一走向上相互靠近，也避免了支节沿信号传输方向占用主传输路径的长度。

1.一种集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的集成输入谐波调谐电路的内匹配功率放大器，其特征在于，还包括：