WO2015085742A1 - 一种射频功率放大器、基站及阻抗调整方法 - Google Patents

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capacitor
transmission line
impedance
output
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石尚杰
王小平
张晓毅
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中兴通讯股份有限公司
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    • H03F2200/423—Amplifier output adaptation especially for transmission line coupling purposes, e.g. impedance adaptation

Definitions

  • the present invention relates to the field of radio frequency technologies, and in particular, to a radio frequency power amplifier, a base station, and an impedance adjustment method. Background technique
  • the RF power amplifier device manufacturer will perform input and output internal matching, thus making the RF power amplifier in the working frequency band.
  • the formation of a resonant frequency outside causes the device to have potential instability near the resonant frequency. Under certain conditions, this unstable factor will also be excited, which will cause damage to the RF power amplifier in severe cases. Therefore, it is particularly important to improve the stability of the amplifier.
  • the embodiments of the present invention provide a radio frequency power amplifier, a base station, and an impedance adjustment method.
  • An embodiment of the present invention provides a radio frequency power amplifier, and an impedance adjustment circuit is disposed between an output transmission line and an output load of the radio frequency power amplifier;
  • the impedance adjustment circuit is configured to adjust a load impedance of the RF power amplifier at a preset frequency point.
  • the impedance adjusting circuit includes a transmission line; one end of the transmission line is connected to an output end of an output transmission line of the radio frequency power amplifier, and the other end is connected to an input end of an output load of the radio frequency power amplifier.
  • the length of the transmission line is less than or equal to a half wavelength of the preset frequency point.
  • the impedance adjustment circuit includes a first component, a second component, a first capacitor, and a second capacitor;
  • One end of the first component is connected to an output end of an output transmission line of the radio frequency power amplifier, and the other end is connected to one end of the second component and one end of the first capacitor; the other end of the first capacitor is grounded
  • the other end of the second component is connected to one end of the second capacitor, and the other end of the second capacitor is grounded.
  • the first component and the second component each include an inductor and a microstrip line.
  • An embodiment of the present invention further provides a base station, where the base station includes any of the radio frequency power amplifiers described above.
  • the embodiment of the invention further provides an impedance adjustment method, comprising: setting an impedance adjustment circuit between an output transmission line of an RF power amplifier and an output load, and adjusting a load impedance at a preset frequency point.
  • the impedance adjustment circuit includes a transmission line; and the load impedance at the preset preset frequency point is: adjusting a load impedance of the RF power amplifier at the preset frequency point by adjusting a length of the transmission line.
  • the length of the adjustment transmission line is: adjusting the length of the transmission line to be less than or equal to a half wavelength of the preset frequency point.
  • the impedance adjustment circuit includes a first component, a second component, a first capacitor, and a second capacitor; and the load impedance at the preset frequency point is adjusted by: adjusting the first element The values of the second component, the first capacitor, and the second capacitor adjust a load impedance of the RF power amplifier at the predetermined frequency point.
  • the radio frequency power amplifier, the base station and the impedance adjustment method provided by the embodiments of the present invention provide an impedance adjustment circuit between the output transmission line and the output load of the radio frequency power amplifier to adjust the load impedance of the radio frequency power amplifier at a preset frequency point. It can improve the stability of the RF power amplifier while reducing the impact on the performance of the RF power amplifier in the operating band.
  • 1 is a schematic structural diagram of a general RF power amplifier
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a structure of a radio frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a radio frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of another radio frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention
  • FIG. An example schematic of the Smith circle
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a base station of a radio frequency power amplifier including an impedance adjustment circuit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic flow chart of a method for adjusting impedance of a radio frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • the RF power amplifier 100 includes: an input transmission line 11 connected in sequence, an input matching network 12, a power amplifier 13, an output matching network 14, and an output transmission line. 15 and output load 16;
  • the basic theory of the analog circuit can equalize the RF power amplifier 100 to a two-port network; and, according to the magnitude of the load impedance, the power amplifier stable region and the unstable region can be determined by the Smith circle; the load impedance value of the two-port network The change will directly affect whether the RF power amplifier 100 is in a stable region.
  • the RF power amplifier 100 when the RF power amplifier 100 operates outside the band of the operating band and is in an unstable region of the Smith circle, in order to prevent the generation of the self-oscillation, the RF power amplifier 100 avoids the unstable region of the Smith circle.
  • the structure of the RF power amplifier 100 is improved.
  • the RF power amplifier 100 can reduce the performance index of the RF power amplifier 100 in the operating band while avoiding the unstable region of the Smith circle. influences.
  • an impedance adjustment circuit is disposed between an output transmission line and an output load of the radio frequency power amplifier, and the load of the radio frequency power amplifier at a preset frequency point is adjusted by the set impedance adjustment circuit. impedance.
  • an RF power amplifier 200 having an impedance adjustment circuit according to an embodiment of the present invention includes: an input transmission line 11, an input matching network 12, a power amplifier 13, and an output.
  • one end of the impedance adjusting circuit 21 is connected to the output end of the output transmission line 15 of the RF power amplifier 200, and the other end is connected to the input end of the output load 16 of the RF power amplifier 200.
  • the load impedance can be changed by changing the impedance adjusting circuit 21, so that the RF power amplifier 200 is in the Working at the preset frequency, working on the Smith circle Stabilizing the area and working stably, thereby fundamentally improving the stability of the RF power amplifier 200 at a preset frequency point; wherein the preset frequency point is a frequency point with instability, according to actual needs at design time determine.
  • the impedance adjusting circuit 21 can be realized by a transmission line, or can be realized by a circuit composed of a first component, a second component, a first capacitor, and a second capacitor, and has a simple design and is easy to implement.
  • an RF power amplifier 300 having an impedance adjustment circuit includes: an input transmission line 11, an input matching network 12, and a power amplifier 13.
  • the transmission line 31 functions as an impedance adjustment circuit.
  • one end of the transmission line 31 is connected to the output end of the output transmission line 15 of the radio frequency power amplifier 300, and the other end is connected to the input end of the output load 16 of the radio frequency power amplifier 300; wherein, the transmission line 31 includes but is not limited to: a microstrip Lines, strip lines, suspended microstrips, and coaxial lines.
  • the load impedance at the frequency point is set; wherein the length of the transmission line 31 is less than or equal to a half wavelength of the preset frequency point.
  • the RF power amplifier 300 when the preset frequency point is 2.6 MHz, the RF power amplifier 300 is in an unstable region, and the length and width of the transmission line 31 are adjusted by a transmission line 31 having a length of 0.18 wavelength and a characteristic impedance of 40 ohms.
  • the length of the transmission line 31 is ensured to be less than or equal to a half wavelength.
  • the transmission line 31 can change the load impedance of the RF power amplifier 300 at 2.6 MHz, and finally the RF power amplifier 300 is in a stable region of the Smith circle to work stably.
  • the transmission line 31 with different characteristic impedances plays a different role in adjusting the load impedance. Selecting a suitable characteristic impedance can reduce the effect of the transmission line 31 on the performance of the RF power amplifier 300 in the operating frequency band while improving the stability of the RF power amplifier 300.
  • an RF power amplifier 400 having an impedance adjustment circuit includes: an input transmission line 11, an input matching network 12, and a power.
  • the first capacitor 43 and the second capacitor 44 are configured to adjust a load impedance of the RF power amplifier at the preset frequency point.
  • the first element 41, the second element 42, the first capacitor 43, and the second capacitor 44 together constitute an impedance adjustment circuit.
  • one end of the first component 41 is connected to the output end of the output transmission line 15 of the RF power amplifier 400, the other end is connected to the second component 42-terminal and the first capacitor 43-terminal; the other end of the first capacitor 43 is grounded; The other end of the second element 42 is connected to one end of the second capacitor 44; the other end of the second capacitor 44 is grounded; wherein the first element 41 and the second element 42 each comprise an inductor and a microstrip line.
  • the load impedance of the RF power amplifier 400 at the preset frequency point can be effectively adjusted by adjusting the values of the first component 41, the second component 42 and the first capacitor 43; wherein, the first component 41, the second component 42 and The value of the first capacitor 43 is determined according to the preset frequency point and the basic theory of the frequency selective network, and the second capacitor 44 is a bypass capacitor at the predetermined frequency point.
  • the second inductor and the second capacitor 44 are not considered, according to the preset frequency point/there are:
  • the value of the first inductor is the value of the first capacitor 43, and the value of the first inductor is calculated according to the requirement of the load impedance in the stable region of the Smith circle and the value of the preset frequency point/ The value of the first capacitor 43 is adjusted by the sum of the load impedance.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a corresponding Smith circle of another RF power amplifier according to an embodiment of the present invention.
  • a stability design of a high-power RF power amplifier 400 operating at 2.14 MHz is taken as an example for description.
  • the shaded area in FIG. 5 represents the unstable region of the Smith circle corresponding to the RF power amplifier 400, and the blank area in FIG. 5 represents the stable region of the Smith circle corresponding to the RF power amplifier 400.
  • M1 is in an unstable region of the Smith circle.
  • the RF power amplifier 400 operates at the M1 point, in order to avoid The unstable region of the RF power amplifier 400 is turned on.
  • the amplifier 400 is stable and has an insertion loss of -0.38 dB at 2.14 MHz, which is significantly reduced compared to the insertion loss of the RF power amplifier 400 operating at the M2 point, reducing the performance of the RF power amplifier 400 in the operating band. influences.
  • the corresponding values can be calculated from the equivalent relationship of the microstrip line and the inductance and the basic theory of combining the microstrip lines.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a base station including the radio frequency power amplifier having an impedance adjustment circuit according to an embodiment of the present invention.
  • the base station 62 includes a radio frequency power amplifier 61 having an impedance adjustment circuit, and the radio frequency power amplifier 61.
  • the method includes: an input transmission line 11, an input matching network 12, a power amplifier 13, an output matching network 14, an output transmission line 15, an output load 16, and an impedance adjustment circuit 21 disposed between the output transmission line 15 and the output load 16;
  • the impedance adjusting circuit 21 may be implemented by the transmission line 31 or by a circuit composed of the first element 41, the second element 42, the first capacitor 43, and the second capacitor 44.
  • the impedance adjusting circuit 21 When the impedance adjusting circuit 21 is realized by the transmission line 31, as shown in FIG. 3, one end of the transmission line 31 is connected to the output end of the output transmission line 15 of the radio frequency power amplifier 300, and the other end is connected to the input end of the output load 16 of the radio frequency power amplifier 300.
  • the transmission line 31 includes but is not limited to: a microstrip line, a strip line, a suspended microstrip, and a coaxial line.
  • the load impedance at the frequency point is set; wherein the length of the transmission line 31 is less than or equal to a half wavelength of the preset frequency point.
  • the impedance adjusting circuit 21 When the impedance adjusting circuit 21 is realized by a circuit composed of the first element 41, the second element 42, the first capacitor 43, and the second capacitor 44, as shown in FIG. 4, the output of the first element 41 and the output of the radio frequency power amplifier 400
  • the output end of the transmission line 15 is connected, the other end is connected to one end of the second element 42 and the end of the first capacitor 43; the other end of the first capacitor 43 is grounded; the other end of the second element 42 is connected to one end of the second capacitor 44;
  • the other end of the capacitor 44 is grounded;
  • the first element 41 and the second element 42 each comprise an inductor and a microstrip line.
  • Adjusting the values of the first component 41, the second component 42 and the first capacitor 43 can effectively adjust the load impedance of the RF power amplifier 400 at the preset frequency point; wherein, the first component 41, the second component 42 and the The value of a capacitor 43 is determined according to the preset frequency point and the basic theory of the frequency selective network, and the second capacitor 44 is a bypass capacitor at the predetermined frequency point.
  • the second inductor and the second capacitor 44 are not considered, according to the preset frequency point/there are:
  • ⁇ is the value of the first inductor, which is the value of the first capacitor, and the value of the first inductor is calculated according to the requirement of the load impedance in the stable region of the Smith circle and the value of the preset frequency point.
  • the value of a capacitor 43 is adjusted by adjusting the value of the sum.
  • FIG. 7 is a schematic flowchart of a method for adjusting impedance of a radio frequency power amplifier shown in FIG. 3 and FIG. 4, and as shown in FIG. 7, the method includes:
  • Step 701 setting an impedance adjustment circuit between an output transmission line and an output load of the radio frequency power amplifier
  • the radio frequency power amplifier includes: an input transmission line 11, an input matching network 12, a power amplifier 13, an output matching network 14, an output transmission line 15, and an output.
  • the load 16 and the impedance adjusting circuit 21 disposed between the output transmission line 15 and the output load 16; when the impedance adjusting circuit 21 is implemented by the transmission line 31, as shown in FIG. 3, the transmission line 31-end and the radio frequency power amplifier 300
  • the output end of the output transmission line 15 is connected, and the other end is connected to the input end of the output load 16 of the RF power amplifier 300.
  • the load impedance of the RF power amplifier at the preset frequency point is adjusted by adjusting the length of the transmission line, where
  • the transmission lines include, but are not limited to, a microstrip line, a strip line, a suspended microstrip, and a coaxial line.
  • the impedance adjusting circuit 21 When the impedance adjusting circuit 21 is implemented by a circuit composed of the first element 41, the second element 42, the first capacitor 43, and the second capacitor 44, as shown in FIG. 4, the input transmission line 11 and the input matching network 12 are included.
  • One end of the first component 41 is connected to the output end of the output transmission line 15 of the RF power amplifier 400, the other end is connected to the second component 42-terminal and the first capacitor 43-terminal; the other end of the first capacitor 43 is grounded; The other end of the second element 42 is connected to one end of the second capacitor 44; the other end of the second capacitor 44 is grounded; wherein the first element 41 and the second element 42 each comprise an inductor and a microstrip line.
  • Step 702 The set impedance adjustment circuit adjusts the load impedance at the preset frequency point.
  • the preset frequency point is a frequency point in which instability exists, and is determined according to actual needs at the time of design;
  • the load impedance of the RF power amplifier 300 at the preset frequency point can be effectively adjusted by adjusting the length of the transmission line 31.
  • the length of the transmission line 31 is less than or equal to the pre-predetermined Set the half wavelength of the frequency point.
  • the impedance adjusting circuit 21 When the impedance adjusting circuit 21 is realized by a circuit composed of the first element 41, the second element 42, the first capacitor 43, and the second capacitor 44, by adjusting the first element 41, the second The values of the component 42 and the first capacitor 43 can effectively adjust the load impedance of the RF power amplifier 400 at the predetermined frequency point; wherein the values of the first component 41, the second component 42, and the first capacitor 43 are based on The basic frequency theory of the preset frequency point and the frequency selection network is determined, and the second capacitor 44 is a bypass capacitor at the preset frequency point.
  • the second inductor and the second capacitor 44 are not considered, according to the preset frequency point/there are:
  • the value of the first inductor is the value of the first capacitor 43, and the value of the first inductor is calculated according to the requirement of the load impedance in the stable region of the Smith circle and the value of the preset frequency point/ The value of the first capacitor 43 is adjusted by the sum of the load impedance.
  • the corresponding values can be calculated from the equivalent relationship of the microstrip line and the inductance and the basic theory of combining the microstrip lines.

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Abstract

一种射频功率放大器、基站及阻抗调整方法，通过设置于射频功率放大器的输出传输线和输出负载之间的阻抗调整电路，来调整所述射频功率放大器在预设频点处的负载阻抗。

Description

一种射频功率放大器、 基站及阻抗调整方法 技术领域
本发明涉及射频技术领域， 尤其涉及一种射频功率放大器、 基站及阻 抗调整方法。 背景技术
由于基站产品中的射频功率放大器要求具有大功率、 高增益的特点， 为了实现高增益的特点， 射频功率放大器的器件厂家会进行输入输出内匹 配， 这样， 会使射频功率放大器在工作频带的带外形成谐振频点， 导致器 件在谐振频点附近具有潜在的不稳定因素。 在一定条件下， 这种不稳定因 素还会被激发， 严重情况下将导致射频功率放大器的损坏， 因此， 提高功 放的稳定性显得尤为重要。
目前， 针对射频功率放大器的稳定性， 通常的方法为调整输入输出的 匹配网络、 在栅极供电臂上增加串联电阻、 在漏极供电臂上增加串联谐振 电路、 以及增加腔体的隔离等等； 然而， 这些方法都是以牺牲射频功率放 大器的增益、 线性度以及效率等指标为代价， 并且实现起来比较复杂， 操 作性较差。 发明内容
为解决现有技术中存在的问题， 本发明实施例提供一种射频功率放大 器、 基站及阻抗调整方法。
为达到上述目的， 本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种射频功率放大器， 所述射频功率放大器的输 出传输线和输出负载之间设置有阻抗调整电路； 所述阻抗调整电路， 配置为调整所述射频功率放大器在预设频点处的 负载阻抗。
上述方案中， 所述阻抗调整电路包括传输线； 所述传输线的一端与所 述射频功率放大器的输出传输线的输出端相连， 另一端与所述射频功率放 大器的输出负载的输入端相连。
上述方案中， 所述传输线的长度小于等于所述预设频点的半波长。 上述方案中， 所述阻抗调整电路包括第一元件、 第二元件、 第一电容 器以及第二电容器； 其中，
所述第一元件的一端与所述射频功率放大器的输出传输线的输出端相 连， 另一端与所述第二元件的一端及所述第一电容器的一端相连； 所述第 一电容器的另一端接地， 所述第二元件的另一端与所述第二电容器的一端 相连， 所述第二电容器的另一端接地。
上述方案中， 所述第一元件和所述第二元件均包括电感器和微带线。 本发明实施例还提供了一种基站， 所述基站包括上述任意一种所述的 射频功率放大器。
本发明实施例还提供了一种阻抗调整方法所述方法， 包括： 设置在射 频功率放大器的输出传输线和输出负载之间的阻抗调整电路， 调整预设频 点处的负载阻抗。
上述方案中， 所述阻抗调整电路包括传输线； 所述调整预设频点处的 负载阻抗为： 通过调整传输线的长度调整所述射频功率放大器在所述预设 频点处的负载阻抗。
上述方案中， 所述调整传输线的长度为： 调整所述传输线的长度小于 等于所述预设频点的半波长。
上述方案中， 所述阻抗调整电路包括第一元件、 第二元件、 第一电容 器以及第二电容器； 所述调整预设频点处的负载阻抗为： 通过调整第一元 件、 第二元件、 第一电容器以及第二电容器的值调整所述射频功率放大器 在所述预设频点处的负载阻抗。
本发明实施例提供的射频功率放大器、 基站及阻抗调整方法， 在射频 功率放大器的输出传输线和输出负载之间设置阻抗调整电路， 用来调整射 频功率放大器在预设频点处的负载阻抗， 如此， 能够在提高射频功率放大 器稳定性的同时， 降低对射频功率放大器在工作频带内性能指标的影响。 附图说明
在附图 （其不一定是按比例绘制的） 中， 相似的附图标记可在不同的 视图中描述相似的部件。 具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部 件的不同示例。 附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各 个实施例。
图 1为一般射频功率放大器的组成结构示意图；
图 2为本发明实施例射频功率放大器的组成结构示意图；
图 3为本发明实施例一种射频功率放大器的组成结构示意图； 图 4为本发明实施例另一种射频功率放大器的组成结构示意图； 图 5为本发明实施例另一种射频功率放大器相应的 Smith圓的示例示意 图；
图 6 为本发明实施例包括具有阻抗调整电路的射频功率放大器的基站 的组成结构示意图；
图 7为本发明实施例射频功率放大器实现阻抗调整方法的流程示意图。 具体实施方式
图 1为一般射频功率放大器 100的组成结构示意图， 如图 1所示， 所 述射频功率放大器 100包括：依次连接的输入传输线 11、输入匹配网络 12、 功率放大器 13、 输出匹配网络 14、 输出传输线 15以及输出负载 16; 根据 模拟电路的基本理论， 可将射频功率放大器 100等效为一个二端口网络； 并且，根据负载阻抗的大小可通过 Smith圓确定出功放稳定区域和不稳定区 域； 所述二端口网络的负载阻抗值的改变会直接影响射频功率放大器 100 是否处于稳定区域。
基于此， 当射频功率放大器 100工作于工作频带的带外， 且处于 Smith 圓的不稳定区域时， 为了防止自激振荡的产生， 使射频功率放大器 100避 开 Smith圓的不稳定区域，可在射频功率放大器 100的结构基础上进行改进， 通过调整射频功率放大器 100的负载阻抗， 使射频功率放大器 100在避开 Smith圓不稳定区域的同时，降低对射频功率放大器 100在工作频带内性能 指标的影响。
有鉴于此， 在本发明实施例中： 在射频功率放大器的输出传输线和输 出负载之间设置阻抗调整电路， 通过所设置的阻抗调整电路来调整所述射 频功率放大器在预设频点处的负载阻抗。
图 2为本发明实施例射频功率放大器的组成结构示意图， 如图 2所示， 本发明实施例具有阻抗调整电路的射频功率放大器 200 包括： 输入传输线 11、 输入匹配网络 12、 功率放大器 13、 输出匹配网络 14、 输出传输线 15 以及输出负载 16; 关键在于， 所述射频功率放大器 200还包括： 设置于输 出传输线 15和输出负载 16之间的阻抗调整电路 21， 配置为调整所述射频 功率放大器在预设频点处的负载阻抗。
具体地， 所述阻抗调整电路 21的一端与射频功率放大器 200的输出传 输线 15的输出端相连， 另一端与射频功率放大器 200的输出负载 16的输 入端相连。
对于预设频点处， 在射频功率放大器 200的输出匹配网络 14固定不变 的情况下， 为了调整负载阻抗的大小， 可以通过改变阻抗调整电路 21来改 变负载阻抗，使得射频功率放大器 200在所述预设频点处工作于 Smith圓的 稳定区域而能够稳定工作， 从而从根本上提高射频功率放大器 200在预设 频点处的稳定性； 其中， 所述预设频点为存在不稳定性的频点， 根据设计 时的实际需求来确定。
其中， 所述阻抗调整电路 21可以通过传输线实现， 也可以通过由第一 元件、 第二元件、 第一电容器以及第二电容器组成的电路实现， 设计简单、 易于实现。
下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。 图 3 为本发明实施例一种射频功率放大器的组成结构示意图， 如图 3 所示， 本发明实施例具有阻抗调整电路的射频功率放大器 300 包括： 输入 传输线 11、 输入匹配网络 12、 功率放大器 13、 输出匹配网络 14、 输出传 输线 15以及输出负载 16; 关键在于， 所述射频功率放大器 300还包括： 设 置于输出传输线 15和输出负载 16之间的传输线 31， 配置为调整所述射频 功率放大器在预设频点处的负载阻抗。 本实施例中， 所述传输线 31作为阻 抗调整电路。
具体地，所述传输线 31的一端与射频功率放大器 300的输出传输线 15 的输出端相连，另一端与射频功率放大器 300的输出负载 16的输入端相连； 其中， 传输线 31包括但不限于： 微带线、 带状线、 悬浮微带以及同轴线等。 设频点处的负载阻抗； 其中， 传输线 31的长度小于等于所述预设频点的半 波长。 例如， 根据设计时的需求， 当预设频点为 2.6MHZ 时， 射频功率放 大器 300处于不稳定区域， 通过一段长度为 0.18波长、特性阻抗为 40欧姆 的传输线 31， 调整传输线 31的长度和宽度， 保证传输线 31的长度小于等 于半波长， 这样， 传输线 31即可改变射频功率放大器 300在 2.6MHZ时的 负载阻抗，最终使得射频功率放大器 300处于 Smith圓的稳定区域而稳定工 作。 这里， 不同特性阻抗的传输线 31对负载阻抗的调整起到不同的作用， 选取合适的特性阻抗， 可以在提高射频功率放大器 300稳定性的同时， 减 小由于传输线 31对于射频功率放大器 300在工作频带内的性能的影响。
图 4为本发明实施例另一种射频功率放大器 400的组成结构示意图， 如图 4所示， 本发明实施例具有阻抗调整电路的射频功率放大器 400包括： 输入传输线 11、 输入匹配网络 12、 功率放大器 13、 输出匹配网络 14、 输 出传输线 15以及输出负载 16;关键在于，所述射频功率放大器 400还包括： 设置于输出传输线 15和输出负载 16连接点处的第一元件 41、第二元件 42、 第一电容器 43以及第二电容器 44，配置为调整所述射频功率放大器在所述 预设频点处的负载阻抗。 本实施例中， 所述第一元件 41、 第二元件 42、 第 一电容器 43以及第二电容器 44共同构成阻抗调整电路。
具体地，所述第一元件 41一端与射频功率放大器 400的输出传输线 15 的输出端相连， 另一端与第二元件 42—端及第一电容器 43—端相连； 第 一电容器 43另一端接地； 第二元件 42另一端与第二电容器 44一端相连； 第二电容器 44另一端接地； 其中， 第一元件 41和第二元件 42均包括电感 器和微带线。
通过调整第一元件 41、 第二元件 42以及第一电容器 43的值即可有效 调节射频功率放大器 400在所述预设频点处的负载阻抗； 其中， 第一元件 41、 第二元件 42以及第一电容器 43的值根据所述预设频点和选频网络的 基本理论来确定， 且第二电容器 44为所述预设频点处的旁路电容。
具体地， 当第一元件 41为第一电感器， 第二元件 42为第二电感器时， 不考虑第二电感器和第二电容器 44， 根据所述预设频点/有：
Figure imgf000007_0001
其中， 为第一电感器的值， 为第一电容器 43的值， 才艮据 Smith圓 的稳定区域内负载阻抗的要求和所述预设频点 /的值计算出第一电感器的 值和第一电容器 43的值， 通过 ^和 实现对负载阻抗的调整。 考虑第二电感器和第二电容器 44， 所述预设频点 /有：
Figure imgf000008_0001
其中， 2为第二电感器的值， 引入 2， 为了保持所述预设频点/的值 不变， 根据 Smith圓的稳定区域内负载阻抗的要求通过调整 和 2的值， 使得 i尽可能大， 由于射频功率放大器 400的选频特性的带宽较宽， 会对 工作频带内产生较大的影响， 的增大会使得射频功率放大器 400对工作 频带内呈现高阻特性，减小了因为负载阻抗的调整而对射频功率放大器 400 的影响。
图 5为本发明实施例另一种射频功率放大器相应的 Smith圓的示例示意 图， 如图 5所示， 例如， 以一个工作在 2.14MHZ的大功率射频功率放大器 400的稳定性设计为例进行说明， 图 5中斜线区域表示射频功率放大器 400 对应的 Smith圓的不稳定区域， 图 5 中空白区域表示射频功率放大器 400 对应的 Smith圓的稳定区域。
当射频功率放大器 400工作在 2.6MHZ时，即所述预设频率为 2.6MHZ 时， 如图 5所示， Ml处于 Smith圓的不稳定区域， 当射频功率放大器 400 工作于 Ml点时，为了避开射频功率放大器 400的不稳定区域，根据电容器 的串联谐振特性， 选取一个谐振频率略高于 2.6MHZ 电容器值， 此处选取 Ci=3.3pF, 由所述预设频点和选频网络的基本理论得到， 当 ^Ο.όηΗ时， 戶 2.6ΜΗΖ; 此时， 负载阻抗的变化使得射频功率放大器 400工作于 Μ2点， 如图 5所示， Μ2位于 Smith圓的稳定区域， 进而使得射频功率放大器 400 能够稳定工作， 且在 2.14MHZ的***损耗为 -9.41dB， 严重影响了射频功率 放大器 400在工作频带内的性能。
基于此， 引入了 2和 C2， C2为射频功率放大器 400在 2.6MHZ的旁路 电容， 选取 C2为 10pF; 根据所述预设频点和选频网络的基本理论得到， 当 2取值较小时， 的取值就会变大， 考虑到实际电容器布局的要求， 当 2=0.3nH时， 要使得戶 2.6MHZ, 则 尸311 此时， 负载阻抗的变化使得 射频功率放大器 400工作于 M3点， 如图 5所示， M3位于 Smith圓的稳定 区域， 进而使得射频功率放大器 400能够稳定工作， 且在 2.14MHZ的*** 损耗为 -0.38dB， 与射频功率放大器 400工作于 M2点的***损耗相比明显 减小， 降低了对射频功率放大器 400在工作频带内的性能的影响。
当第一元件 41和第二元件 42为微带线时， 可以根据微带线和电感的 等效关系以及结合微带线的基本理论计算出相应的值。
图 6 为本发明实施例包括所述具有阻抗调整电路的射频功率放大器的 基站的组成结构示意图， 如图 6所示， 基站 62包括具有阻抗调整电路的射 频功率放大器 61， 所述射频功率放大器 61 包括： 输入传输线 11、 输入匹 配网络 12、 功率放大器 13、 输出匹配网络 14、 输出传输线 15、 输出负载 16、 以及设置于输出传输线 15和输出负载 16之间的阻抗调整电路 21 ;
其中， 所述阻抗调整电路 21可以由传输线 31 实现， 也可以由第一元 件 41， 第二元件 42， 第一电容器 43以及第二电容器 44组成的电路实现。
当阻抗调整电路 21通过传输线 31实现时， 如图 3所示， 传输线 31的 一端与射频功率放大器 300的输出传输线 15的输出端相连， 另一端与射频 功率放大器 300的输出负载 16的输入端相连； 其中， 传输线 31 包括但不 限于： 微带线、 带状线、 悬浮微带以及同轴线等。 设频点处的负载阻抗；其中，传输线 31的长度小于等于预设频点的半波长。
当阻抗调整电路 21通过由第一元件 41， 第二元件 42， 第一电容器 43 以及第二电容器 44组成的电路实现时， 如图 4所示， 第一元件 41一端与 射频功率放大器 400的输出传输线 15的输出端相连，另一端与第二元件 42 一端及第一电容器 43—端相连接； 第一电容器 43另一端接地； 第二元件 42另一端与第二电容器 44一端相连接； 第二电容器 44另一端接地； 其中， 第一元件 41和第二元件 42均包括电感器和微带线。 调整第一元件 41、 第 二元件 42以及第一电容器 43的值即可有效调节射频功率放大器 400在所 述预设频点处的负载阻抗； 其中， 第一元件 41、 第二元件 42以及第一电容 器 43的值是根据所述预设频点和选频网络的基本理论来确定， 并且， 第二 电容器 44为所述预设频点处的旁路电容。
具体地， 当第一元件 41为第一电感器， 第二元件 42为第二电感器时， 不考虑第二电感器和第二电容器 44， 根据所预设的频点/有：
Figure imgf000010_0001
其中， ^为第一电感器的值， 为第一电容器的值， 才艮据 Smith圓的 稳定区域内负载阻抗的要求和所述预设频点的值计算出第一电感器的值和 第一电容器 43的值， 通过调整 ^和 的值实现对负载阻抗的调整。
考虑第二电感器和第二电容器 44， 所述预设频点 /有：
Figure imgf000010_0002
其中， 2为第二电感器的值， 引入 2， 为了保持所述预设频点/的值 不变， 根据 Smith圓的稳定区域内负载阻抗的要求通过调整 ^和 2的值， 使得 i尽可能大， 由于射频功率放大器 400的选频特性的带宽较宽， 会对 工作频带内产生较大的影响， 的增大会使得射频功率放大器 400对工作 频带内呈现高阻特性，减小了因为负载阻抗的调整而对射频功率放大器 400 的影响。
图 7为本发明图 3和图 4所示的射频功率放大器实现阻抗调整方法的 流程示意图， 如图 7所示， 所述方法包括：
步骤 701 :在射频功率放大器的输出传输线和输出负载之间设置阻抗调 整电路；
这里， 所述射频功率放大器， 如图 2所示， 包括： 输入传输线 11、 输 入匹配网络 12、 功率放大器 13、 输出匹配网络 14、 输出传输线 15、 输出 负载 16以及设置于输出传输线 15和输出负载 16之间的阻抗调整电路 21 ; 当所述阻抗调整电路 21通过传输线 31 实现时， 如图 3所示， 所述传 输线 31—端与射频功率放大器 300的输出传输线 15的输出端相连， 另一 端与射频功率放大器 300的输出负载 16的输入端相连； 通过调整传输线的 长度调整所述射频功率放大器在所述预设频点处的负载阻抗， 其中， 所述 传输线包括但不限于： 微带线、 带状线、 悬浮微带以及同轴线。
当所述阻抗调整电路 21通过由第一元件 41、 第二元件 42、 第一电容 器 43 以及第二电容器 44组成的电路实现时， 如图 4所示， 包括： 输入传 输线 11、 输入匹配网络 12、 功率放大器 13、 输出匹配网络 14、 输出传输 线 15、输出负载 16以及设置于输出传输线 15和输出负载 16连接点处的第 一元件 41、 第二元件 42、 第一电容器 43以及第二电容器 44， 配置为调整 所述射频功率放大器在预设频点处的负载阻抗。
所述第一元件 41一端与射频功率放大器 400的输出传输线 15的输出 端相连接， 另一端与第二元件 42—端及第一电容器 43—端相连接； 第一 电容器 43另一端接地； 第二元件 42另一端与第二电容器 44一端相连接； 第二电容器 44另一端接地； 其中， 第一元件 41和第二元件 42均包括电感 器和微带线。
步骤 702: 所设置的阻抗调整电路调整预设频点处的负载阻抗。
这里， 所述预设频点为存在不稳定性的频点， 根据设计时的实际需求 来确定；
当所述阻抗调整电路 21通过传输线 31实现时， 通过调整传输线 31的 长度即可有效调节射频功率放大器 300在所述预设频点处的负载阻抗； 其 中， 传输线 31的长度小于等于所述预设频点的半波长。
当所述阻抗调整电路 21通过由第一元件 41、 第二元件 42、 第一电容 器 43以及第二电容器 44组成的电路实现时， 通过调整第一元件 41、 第二 元件 42以及第一电容器 43的值即可有效调节射频功率放大器 400在所述 预设频点处的负载阻抗； 其中， 第一元件 41、 第二元件 42以及第一电容器 43 的值是根据所述预设频点和选频网络的基本理论来确定， 并且， 第二电 容器 44为所述预设频点处的旁路电容。
具体的， 当第一元件 41为第一电感器， 第二元件 42为第二电感器时， 不考虑第二电感器和第二电容器 44， 根据所述预设频点/有：
Figure imgf000012_0001
其中， 为第一电感器的值， 为第一电容器 43的值， 才艮据 Smith圓 的稳定区域内负载阻抗的要求和所述预设频点 /的值计算出第一电感器的 值和第一电容器 43的值， 通过^和 实现对负载阻抗的调整。
考虑第二电感器和第二电容器 44， 所述预设频点 /有：
Figure imgf000012_0002
其中， 2为第二电感器的值， 引入 2， 为了保持所述预设频点/的值 不变， 根据 Smith圓的稳定区域内负载阻抗的要求通过调整 和 2的值， 使得 i尽可能大， 由于射频功率放大器 400的选频特性的带宽较宽， 会对 工作频带内产生较大的影响， 的增大会使得射频功率放大器 400对工作 频带内呈现高阻特性，减小了因为负载阻抗的调整而对射频功率放大器 400 的影响。
当第一元件 41和第二元件 42为微带线时， 可以根据微带线和电感的 等效关系以及结合微带线的基本理论计算出相应的值。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进 等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书
1、 一种射频功率放大器， 所述射频功率放大器的输出传输线和输出负 载之间设置有阻抗调整电路；
所述阻抗调整电路， 配置为调整所述射频功率放大器在预设频点处的 负载阻抗。
2、 根据权利要求 1所述的射频功率放大器， 其中， 所述阻抗调整电路 包括传输线； 所述传输线的一端与所述射频功率放大器的输出传输线的输 出端相连， 另一端与所述射频功率放大器的输出负载的输入端相连。
3、 根据权利要求 2所述的射频功率放大器， 其中， 所述传输线的长度 小于等于所述预设频点的半波长。
4、 根据权利要求 1所述的射频功率放大器， 其中， 所述阻抗调整电路 包括第一元件、 第二元件、 第一电容器以及第二电容器； 其中，
所述第一元件的一端与所述射频功率放大器的输出传输线的输出端相 连， 另一端与所述第二元件的一端及所述第一电容器的一端相连； 所述第 一电容器的另一端接地， 所述第二元件的另一端与所述第二电容器的一端 相连， 所述第二电容器的另一端接地。
5、 根据权利要求 4所述的射频功率放大器， 其中， 所述第一元件和所 述第二元件均包括电感器和微带线。
6、 一种基站， 所述基站包括权利要求 1至 5任一项所述的射频功率放 大器。
7、 一种阻抗调整方法， 所述方法包括： 设置在射频功率放大器的输出 传输线和输出负载之间的阻抗调整电路调整预设频点处的负载阻抗。
8、 根据权利要求 7所述的阻抗调整方法， 其中， 所述阻抗调整电路包 括传输线；
所述调整预设频点处的负载阻抗为： 通过调整传输线的长度调整所述 射频功率放大器在所述预设频点处的负载阻抗。
9、 根据权利要求 8所述的阻抗调整方法， 其中， 所述调整传输线的长 度为： 调整所述传输线的长度小于等于所述预设频点的半波长。
10、 根据权利要求 7 所述的阻抗调整方法， 其中， 所述阻抗调整电路 包括第一元件、 第二元件、 第一电容器以及第二电容器；
所述调整预设频点处的负载阻抗为： 通过调整第一元件、 第二元件、 第一电容器以及第二电容器的值调整所述射频功率放大器在所述预设频点 处的负载阻抗。
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