CN115987230A - 一种射频功率放大器和基板模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射频功率放大器和基板模组，包括基板输入单元、功率放大器单元和基板输出单元；基板输入单元接收单端信号并将其两路第一信号；功率放大器单元将两路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；基板输出单元接收两路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；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、第十三电容及第九电容。本发明的技术方案的工作频宽高，输出功率高时的谐波抑制效果好。

Description

一种射频功率放大器和基板模组

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种射频功率放大器和基板模组。

背景技术

目前，卫星通信***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。

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。

然而，相关技术的射频功率放大器用于卫星通信***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***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。

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。

发明内容

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。

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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。

优选的，所述基板输入单元为LC集中巴伦。

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；

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；

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；

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。

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；

所述串联谐振网络用于抑制四阶以上的谐波；

所述输出匹配电路用于对输出阻抗进行匹配；

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；

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；

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；

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；

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。

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；

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；

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；

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。

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。

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；

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；

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；

所述带阻匹配网络包括第二十电容和第十七电感；

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；

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；

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；

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；

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。

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。

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。

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。

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。

附图说明

下面结合附图详细说明本发明。通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中，

图1为相关技术的射频功率放大器的电路结构示意图；

图2为本发明射频功率放大器的基板输入单元的电路图；

图3为本发明射频功率放大器的基板输出单元的电路图；

图4为本发明实施例提供的射频功率放大器的增益与频率关系曲线图；

图5为本发明实施例提供的射频功率放大器的增益与输出功率关系曲线图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

在此记载的具体实施方式/实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本发明的保护范围之内。

(实施例一)

本发明实施例提供一种射频功率放大器100。

请参考图1所示，图1为相关技术的射频功率放大器100的电路结构示意图。具体的，所述射频功率放大器100包括依次连接的基板输入单元1、功率放大器单元2和基板输出单元3。

所述射频功率放大器100的电路连接关系为：

所述基板输入单元1的输入端作为所述射频功率放大器100的输入端RFin。

所述基板输入单元1的第一输出端连接至所述功率放大器单元2的第一输入端。所述基板输入单元1的第二输出端连接至所述功率放大器单元2的第二输入端。

所述功率放大器单元2的第一输出端连接至所述基板输出单元3的第一输入端。

所述功率放大器单元2的第二输出端连接至所述基板输出单元3的第二输入端。

所述基板输出单元3的输出端作为所述射频功率放大器100的输出端RFout。

所述基板输入单元1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。所述基板输入单元1还用于所述射频功率放大器100的输入端RFin的50欧姆的匹配。

本实施例中，所述基板输入单元1为LC集中巴伦。LC集总巴伦的优点在于实现的灵活性，所述基板输入单元1采用SMD元件在片外基板上进行搭建，有效减小芯片面积，降低对半导体制造商制作工艺的依赖，节约成本；另外，LC集总巴伦的优势是可以在更大工作频带带宽内实现180°相位差。

请参考图2所示，图2为本发明射频功率放大器100的基板输入单元1的电路图。具体的，所述基板输入单元1包括第一电容、第二电容、第一电感以及第二电感。

所述基板输入单元1的电路连接关系为：

所述第一电容的第一端作为所述基板输入单元1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。

所述第一电容的第二端作为所述基板输入单元1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GND。

所述第二电感的第二端作为所述基板输入单元1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GND。

所述功率放大器单元2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。

具体的，所述功率放大器单元2包括第一输入射频匹配网络21、第一驱动级功率放大器DA1、第一级间匹配网络22、第一放大级功率放大器PA1、第二输入射频匹配网络23、第二驱动级功率放大器DA2、第二级间匹配网络24、第二放大级功率放大器PA2、第十二电容C12、第十三电容C13以及第九电容C9。其中，第一输入射频匹配网络21和第二输入射频匹配网络23分别用于将输入的信号进行阻抗匹配。第一级间匹配网络22和第二级间匹配网络24分别用于抑制主频的二阶谐波。第一驱动级功率放大器DA1、第一放大级功率放大器PA1、第二驱动级功率放大器DA2以及第二放大级功率放大器PA2均用于信号放大。

所述第一输入射频匹配网络21包括第三电容C3和第三电感L3。

所述第一级间匹配网络22包括第七电感L7、第五电容C5、第五电感L5和第七电容C7。所述第一级间匹配网络22构成了一路CL射频匹配网络。其中，第五电容C5和第五电感L5组成的串联谐振电路谐振在主频的二阶，可以起到对主频的二阶谐波起到加强抑制的作用。

所述第二输入射频匹配网络23包括第四电容C4和第四电感L4。

所述第二级间匹配网络24包括第八电感L8、第六电容C6、第六电感L6和第八电容C8。所述第二级间匹配网络24构成了另一路CL射频匹配网络。其中，第六电容C6和第六电感L6组成的另一个串联谐振电路谐振在主频的二阶，可以起到对主频的二阶谐波起到加强抑制的作用。

本实施例中，所述第三电容C3、所述第四电容C4、所述第五电容C5、所述第六电容C6、所述第七电容C7、所述第八电容C8以及所述第九电容C9均为STACK电容或MIM电容。

所述功率放大器单元2的电路连接关系为：

所述第三电容C3的第一端作为所述功率放大器单元2的第一输入端，且所述第三电容C3的第一端连接至所述第三电感L3的第一端。所述第三电感L3的第二端接地GND。

所述第三电容C3的第二端连接至所述第一驱动级功率放大器DA1的输入端。

所述第一驱动级功率放大器DA1的输出端分别连接至所述第七电感L7的第二端、所述第五电容C5的第一端以及所述第七电容C7的第一端。

所述第七电感L7的第一端分别连接至第一电源电压VCC1、所述第八电感L8的第一端、所述第十二电容C12的第一端以及所述第十三电容C13的第一端。所述第十二电容C12的第二端接地GND。所述第十三电容C13的第二端接地GND。

所述第五电容C5的第二端连接至所述第五电感L5的第一端。所述第五电感L5的第二端接地GND。

所述第七电容C7的第二端连接至所述第一放大级功率放大器PA1的输入端。

所述第一放大级功率放大器PA1的输出端作为所述功率放大器单元2的第一输出端，且所述第一放大级功率放大器PA1的输出端连接至所述第九电容C9的第一端。

所述第四电容C4的第一端作为所述功率放大器单元2的第二输入端，且所述第四电容C4的第一端连接至所述第四电感L4的第一端。所述第四电感L4的第二端接地GND。

所述第四电容C4的第二端连接至所述第二驱动级功率放大器DA2的输入端。

所述第二驱动级功率放大器DA2的输出端分别连接至所述第八电感L8的第二端、所述第六电容C6的第一端和所述第八电容C8的第一端。

所述第六电容C6的第二端连接至所述第六电感L6的第一端。所述第六电感L6的第二端接地GND。

所述第八电容C8的第二端连接至所述第二放大级功率放大器PA2的输入端。

所述第二放大级功率放大器PA2的输出端作为所述功率放大器单元2的第二输出端，且所述第二放大级功率放大器PA2的输出端连接至所述第九电容C9的第二端。

所述功率放大器单元2的第一驱动级功率放大器DA1和第一放大级功率放大器PA1之间设置第一级间匹配网络22；所述功率放大器单元2的第二驱动级功率放大器DA2和第二放大级功率放大器PA2之间设置第二级间匹配网络24，这两路匹配网络均采用双级匹配，可以提升匹配网络的频率带宽，进而提升射频功率放大器100的工作带宽。同时，所述功率放大器单元2的第一级间匹配网络22和第二级间匹配网络24抑制主频的二阶谐波，使得所述功率放大器单元2产生的二阶谐波分量降低。即第五电容C5和第五电感L5组成的串联谐振电路、第六电容C6和第六电感L6组成的另一个串联谐振电路分别在第一放大级功率放大器PA1和第二放大级功率放大器PA2前对二阶谐波进行了抑制，从而使得第一放大级功率放大器PA1和第二放大级功率放大器PA2非线性产生的二阶谐波分量会明显降低。该电路结构从而使得本发明的射频功率放大器100在输出功率高时的谐波抑制效果好。

所述第七电感L7连接所述第十二电容C12，所述第八电感L8连接所述第十三电容C13。所述第十二电容C12和所述第十三电容C13这两个电容的主要作用是给所述功率放大器单元2的供电的旁路电容，从而使得射频功率放大器100的输出功率高。

所述基板输出单元3用于接收所述功率放大器单元2输出的两路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。

请参考图3所示，图3为本发明射频功率放大器100的基板输出单元3的电路图。

具体的，所述基板输出单元3包括变压器TF1、第十电容C10、第十一电容C11、第十四电容C14、串联谐振网络31以及输出匹配电路32。

其中，所述第九电容C9、第十电容C10和第十一电容C11分别用于变压器TF1的平衡端口调谐电容，还实现调节第一放大级功率放大器PA1的输出阻抗和第二放大级功率放大器PA2的输出阻抗。所述变压器TF1除了可实现将输入的两路差分信号进行功率合成外，还同时起到了隔直电容的作用，可以减少模组中SMD数量，节约成本。

基板输入单元1的巴伦和基板输出单元3的变压器TF1组成实现的差分功率放大器，在结构上除了可实现功率合成，提升射频功率放大器输出功率的功能外，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3的电路连接关系为：

所述变压器TF1的初级线圈的第一端作为所述基板输出单元3的第一输入端。所述变压器TF1的初级线圈的第二端作为所述基板输出单元3的第二输入端。

所述变压器TF1的初级线圈的中心抽头端连接至所述第十电容C10的第一端、所述第十四电容C14的第一端以及第二电源电压VCC2。所述第十电容C10的第二端接地GND。所述第十四电容C14的第二端接地GND。

所述变压器TF1的次级线圈的第一端分别连接所述串联谐振网络31的接口端和所述输出匹配电路32的输入端。

所述变压器TF1的次级线圈的第二端连接至所述第十一电容C11的第一端。所述第十一电容C11的第二端接地GND。

所述输出匹配电路32的输出端作为所述基板输出单元3的输出端。

所述串联谐振网络31用于抑制四阶以上的谐波。具体的，所述串联谐振网络31包括第十五电容C15、第十六电容C16、第九电感L9以及第十电感L10。第九电感L9和第十五电容C15形成一个串联谐振电路(Trap)，主要对四阶以上谐波进行抑制。第十电感L10和第十六电容C16形成另一个串联谐振电路(Trap)，主要对四阶以上谐波进行抑制。第十五电容C15和第十六电容C16分别用于变压器TF1的平衡端口调谐电容，还实现调节第一放大级功率放大器PA1的输出阻抗和第二放大级功率放大器PA2的输出阻抗。

所述串联谐振网络31的电路连接关系为：

所述第十五电容C15的第一端作为所述串联谐振网络31的接口端，且所述第十五电容C15的第一端连接至所述第十六电容C16的第一端。

所述第十五电容C15的第二端连接至所述第九电感L9的第一端。所述第九电感L9的第二端接地GND。

所述第十六电容C16的第二端连接至所述第十电感L10的第一端。所述第十电感L10的第二端接地GND。

所述输出匹配电路32用于对输出阻抗进行匹配。

具体的，所述输出匹配电路32包括依次连接的第一低通匹配网络321、第二低通匹配网络322、第三低通匹配网络323以及带阻匹配网络324。

所述第一低通匹配网络321包括第十一电感L11、第十七电容C17、第十二电感L12。第十七电容C17和第十二电感L12形成的一个串联谐振电路(Trap)，主要对二阶谐波进行抑制。

所述第二低通匹配网络322包括第十三电感L13、第十八电容C18、第十四电感L14。第十八电容C18和第十四电感L14形成的一个串联谐振电路(Trap)，主要对二阶谐波进行抑制。

所述第三低通匹配网络323包括第十五电感L15、第十九电容C19、第十六电感L16。第十九电容C19和第十六电感L16形成的串联谐振电路(Trap)，主要对三阶谐波进行抑制。

所述带阻匹配网络324包括第二十电容C20和第十七电感L17。第二十电容C20和第十七电感L17形成的并联谐振电路(Tank)，主要对三阶谐波进行抑制。

所述输出匹配电路32的电路连接关系为：

所述第十一电感L11的第一端作为所述输出匹配电路32的输入端。

所述第十一电感L11的第二端分别连接至所述第十七电容C17的第一端和所述第十三电感L13的第一端。所述第十七电容C17的第二端连接至所述第十二电感L12的第一端。所述第十二电感L12的第二端接地GND。

所述第十三电感L13的第二端分别连接至所述第十八电容C18的第一端和所述第十五电感L15的第一端。所述第十八电容C18的第二端连接至所述第十四电感L14的第一端。所述第十四电感L14的第二端接地GND。

所述第十五电感L15的第二端分别连接至所述第十九电容C19的第一端、所述第二十电容C20的第一端和所述第十七电感L17的第一端。所述第十九电容C19的第二端连接至所述第十六电感L16的第一端。所述第十六电感L16的第二端接地GND。

所述第二十电容C20的第二端作为所述输出匹配电路32的输入端，且所述第二十电容C20的第二端连接至所述第十七电感L17的第二端。

本实施例中，所述基板输出单元3中采用的电感实现形式可以是SMT形式或绕线电感形式或IPD形式。所述基板输出单元3中采用的电容实现形式可以是SMT形式或IPD形式。

本实施例中，通过对射频功率放大器100进行仿真验证射频功率放大器100的工作频宽高。请参考图4所示，图4为本发明实施例提供的射频功率放大器100的增益与频率关系曲线图。曲线S(1,1)为射频功率放大器100的输入功率曲线，曲线S(2,1)为射频功率放大器100的输出功率曲线。其中，频率点m7的频率为1.616GHz，频率点m7的增益dB(S(2,1))为34.190；频率点m8的频率为3.232GHz，频率点m8的增益dB(S(2,1))为-88.845；频率点m16的频率为4.848GHz，频率点m16的增益dB(S(2,1))为-1007.518；由图上的不同频率点m7、m8和m16的增益和频率比较可知，本发明的射频功率放大器100的工作频宽高。

本实施例中，通过对射频功率放大器100进行仿真验证射频功率放大器100的饱和功率高。请参考图5所示，图5为本发明实施例提供的射频功率放大器100的增益与输出功率关系曲线图。由图可得，本发明的射频功率放大器100的饱和功率高。

本发明实施例提供一种基板模组，所述基板模组包括基板和焊接于所述基板的所述射频功率放大器100。

本实施例中，所述功率放大器单元2为半导体芯片。所述基板输入单元1和所述基板输出单元3均为多个分立元器件制成。

本发明实施例提供的所述基板模组能够实现射频功率放大器100的实施例中的各个实施方式，以及相应有益效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要指出的是，本发明采用的相关电路、变压器、电容、电感及功率放大器均为本领域常用的电路、元器件，对应的具体的指标和参数根据实际应用进行调整，在此，不作详细赘述。

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。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种射频功率放大器，其特征在于，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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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。

2.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述基板输入单元为LC集中巴伦。

3.根据权利要求2所述的射频功率放大器，其特征在于，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；

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；

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；

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。

4.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，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；

所述串联谐振网络用于抑制四阶以上的谐波；

所述输出匹配电路用于对输出阻抗进行匹配；

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；

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；

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；

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；

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。

5.根据权利要求4所述的射频功率放大器，其特征在于，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；

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；

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；

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。

6.根据权利要求4所述的射频功率放大器，其特征在于，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。

7.根据权利要求6所述的射频功率放大器，其特征在于，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；

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；

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；

所述带阻匹配网络包括第二十电容和第十七电感；

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；

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；

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；

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；

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。

8.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，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。

9.一种基板模组，其特征在于，所述基板模组包括基板和焊接于所述基板的如权利要求1-8中任意一项所述的射频功率放大器。

10.根据权利要求9所述的基板模组，其特征在于，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。

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