一种用于射频收发前端的W频段功率放大器的制作方法

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一种用于射频收发前端的w频段功率放大器
技术领域
1.本实用新型属于功率放大器技术领域，具体的说是涉及一种用于射频收发前端的w频段功率放大器。

背景技术：

2.近年来，雷达技术广泛应用在民用领域。相比于脉冲雷达，调频连续波(fmcw)体制雷达具有距离分辨率高、架构简单、成本更低的优点，已被广泛应用在汽车雷达等领域。w波段为微波频段的一个大气窗口并且具有极宽的可用带宽，其研究极具价值。
3.w频段调频连续波雷达系统一般由天线、收发前端和数据处理模块三大部分构成。天线用于发出和接收数据；数据处理模块对接收到的数据中提取信息；而收发前端完成电磁波的频率和功率变换，是w频段调频连续波雷达系统运行的基本支柱。调频连续波(fmcw)雷达系统中的收发前端，能实现基带信号变频发射和接收信号混频产生中频信号等功能，功率放大器是收发前端发射系统中主要部分，其性能决定了整个雷达系统的好坏。

技术实现要素：

4.为了解决w频段调频连续波雷达驱动不足的问题，本实用新型提出了一种用于射频收发前端的w频段功率放大器。
5.本实用新型的技术方案为：
6.一种用于射频收发前端的w频段功率放大器，其特征在于，包括第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器、第一放大电路模块、第二放大电路模块、第三放大电路模块、第四放大电路模块；其中，第一变压器的原边同名端接外部输入的rf信号，其异名端接地，第一变压器的副边接第一放大电路模块的输入，第一放大电路模块的输出第二变压器的原边，第二变压器的副边接第二放大电路模块的输入，第二放大电路模块的输出接第三变压器的原边，第三变压器的副边接第三放大电路模块的输入，第三放大电路模块的输出接第四变压器的原边，第四变压器的副边接第四放大器电路模块的输入，第四放点电路模块的输出接第五变压器的原边，第五变压器的副边同名端输出放大后的rf信号；
7.所述第一放大电路模块包括第一nmos管m1、第二nmos管m2、第一电容cn1、第二电容cn2；第一nmos管m1的栅极接第一变压器副边的同名端，其源极接地，其漏极接第二电容cn2的一端和第二变压器原边的同名端；第二nmos管m2的栅极接第一变压器副边的异名端，其源极接地，其漏极接第一电容cn1的一端和第二变压器原边的异名端；第一电容cn1的另一端接第一变压器副边的同名端，第二电容cn2的另一端接第一变压器副边的异名端；
8.第二放大电路模块、第三放大电路模块、第四放大电路模块的电路结构与第一放大电路模块的结构相同，并且与变压器的连接方式也相同。
9.本实用新型的有益效果是：本实用新型可在给定条件下产生最大功率以驱动w频段调频连续波雷达，不仅可获得高增益、大功率与高效率，而且体积小，集成度高，降低了使
用成本。
附图说明
10.图1为本实用新型的电路结构示意图。
11.图2为本实用新型的原理示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
13.如图1所示，为本实用新型的电路结构示意图，可见本实用新型中的4个放大电路模块的结构是相同的，并且与前后变压的连接方式也相同，具体的：
14.第一放大电路模块包括第一nmos管m1、第二nmos管m2、第一电容cn1、第二电容cn2；第一nmos管m1的栅极接第一变压器副边的同名端，其源极接地，其漏极接第二电容cn2的一端和第二变压器原边的同名端；第二nmos管m2的栅极接第一变压器副边的异名端，其源极接地，其漏极接第一电容cn1的一端和第二变压器原边的异名端；第一电容cn1的另一端接第一变压器副边的同名端，第二电容cn2的另一端接第一变压器副边的异名端；
15.第二放大电路模块包括第三nmos管m3、第四nmos管m4、第三电容cn3、第四电容cn4；第三nmos管m3的栅极接第二变压器副边的同名端，其源极接地，其漏极接第四电容cn4的一端和第三变压器原边的同名端；第四nmos管m4的栅极接第二变压器副边的异名端，其源极接地，其漏极接第三电容cn3的一端和第三变压器原边的异名端；第三电容cn3的另一端接第二变压器副边的同名端，第四电容cn4的另一端接第二变压器副边的异名端；
16.第三放大电路模块包括第五nmos管m5、第六nmos管m6、第五电容cn5、第六电容cn6；第五nmos管m5的栅极接第三变压器副边的同名端，其源极接地，其漏极接第六电容cn6的一端和第四变压器原边的同名端；第六nmos管m6的栅极接第三变压器副边的异名端，其源极接地，其漏极接第五电容cn5的一端和第四变压器原边的异名端；第五电容cn5的另一端接第三变压器副边的同名端，第六电容cn6的另一端接第三变压器副边的异名端；
17.第四放大电路模块包括第七nmos管m7、第八nmos管m8、第七电容cn7、第八电容cn8；第七nmos管m7的栅极接第四变压器副边的同名端，其源极接地，其漏极接第八电容cn8的一端和第五变压器原边的同名端；第八nmos管m8的栅极接第四变压器副边的异名端，其源极接地，其漏极接第七电容cn7的一端和第五变压器原边的异名端；第七电容cn7的另一端接第四变压器副边的同名端，第八电容cn8的另一端接第四变压器副边的异名端；
18.如图2所示，为本实用新型的原理示意。可见本实用新型所采用的变压器是用于进行匹配，而放大电路模块是带有自偏置电路的放大电路，其中，第一变压器对应的输入匹配电路1的输入端用于接收输入的射频信号rfin，进行阻抗匹配，用于改善放大器模块的负载阻抗以提高功率放大器的功率附加效率；第一放大电路模块为第一级放大1，用于对射频信号进行放大，后续的第二级放大4、第三级放大6、第四级放大8依次对射频信号进行放大；而第二变压器作为第一级间匹配电路3、第三变压器作为第二级间匹配电路5，第四变压器作为第三级间匹配电路7是用于改善输入驻波比性能，使增益平坦度满足技术指标要求；第五变压器作为匹配电路9用于降低损耗、抑制谐波、改善驻波比，提高输出功率、改善非线性。
19.采用本实用新型的结构，可为w频段调频连续波雷达提供足够的驱动。在w频段调
频连续波雷达中，w频段功率放大器是发射系统中主要部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大(缓冲级、中间放大级、末级功率放大级)获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。在调制器产生射频信号后，射频已调信号就由w频段功率放大器将它放大到足够功率，经匹配网络，再由天线发射出去。

技术特征：

1.一种用于射频收发前端的w频段功率放大器，其特征在于，包括第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器、第一放大电路模块、第二放大电路模块、第三放大电路模块、第四放大电路模块；其中，第一变压器的原边同名端接外部输入的rf信号，其异名端接地，第一变压器的副边接第一放大电路模块的输入，第一放大电路模块的输出第二变压器的原边，第二变压器的副边接第二放大电路模块的输入，第二放大电路模块的输出接第三变压器的原边，第三变压器的副边接第三放大电路模块的输入，第三放大电路模块的输出接第四变压器的原边，第四变压器的副边接第四放大器电路模块的输入，第四放点电路模块的输出接第五变压器的原边，第五变压器的副边同名端输出放大后的rf信号；所述第一放大电路模块包括第一nmos管、第二nmos管、第一电容、第二电容；第一nmos管的栅极接第一变压器副边的同名端，其源极接地，其漏极接第二电容的一端和第二变压器原边的同名端；第二nmos管的栅极接第一变压器副边的异名端，其源极接地，其漏极接第一电容的一端和第二变压器原边的异名端；第一电容的另一端接第一变压器副边的同名端，第二电容的另一端接第一变压器副边的异名端；第二放大电路模块、第三放大电路模块、第四放大电路模块的电路结构与第一放大电路模块的结构相同，并且与前后变压器的连接方式也相同。

技术总结

本实用新型属于功率放大器技术领域，具体的说是涉及一种用于射频收发前端的W频段功率放大器。本实用新型包括五个变压器和四个放大电路模块；其中，第一变压器的原边同名端接外部输入的RF信号，其异名端接地，第一变压器的副边接第一放大电路模块的输入，第一放大电路模块的输出第二变压器的原边，第二变压器的副边接第二放大电路模块的输入，第二放大电路模块的输出接第三变压器的原边，第三变压器的副边接第三放大电路模块的输入，第三放大电路模块的输出接第四变压器的原边，第四变压器的副边接第四放大器电路模块的输入，第四放点电路模块的输出接第五变压器的原边，第五变压器的副边同名端输出放大后的RF信号。本实用新型降低了使用成本。低了使用成本。低了使用成本。