一種改善射頻功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域，尤其涉及一種改善射頻功率放大器諧波性能的電 路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展和手持無線通信設(shè)備的廣泛普及，無線通信系 統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)對發(fā)射機的要求越來越苛刻。功率放大器作為發(fā)射機的主要組成部分，主要負(fù)責(zé)對 前級送來的小信號進(jìn)行無失真放大以驅(qū)動天線將信號發(fā)送出去。其效率對整個發(fā)射機的功 耗起決定性作用，同時，功率放大器的線性度又影響了整機的動態(tài)范圍。傳統(tǒng)的功率放大器 為了提高其工作效率，都使得放大器的末級工作于飽和狀態(tài)，這時由于放大管的非線性將 有大量的諧波成分產(chǎn)生。如果不對這些諧波能量進(jìn)行處理，將會造成能量的浪費，降低了功 放的工作效率，同時這些諧波分量將會對其他信道的有用信號進(jìn)行干擾，惡化了功率放大 器的線性度。因此，對功率放大器放大器產(chǎn)生的諧波分量進(jìn)行回收抑制，對提高其性能具有 重要意義。
[0003] 因功率放大器的非線性主要由末級產(chǎn)生，所以對功率放大器所產(chǎn)生的諧波能量進(jìn) 行回收處理的方法主要集中于輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中?，F(xiàn)有技術(shù)中，已報道了多種方案，如在中國 專利201310039803. 3中，該方法通過在放大器的輸出端，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端引入入/2 短路傳輸線來對功率放大器產(chǎn)生的偶次諧波進(jìn)行回收抑制，在輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端，即 負(fù)載處并聯(lián)A/12開路傳輸線和A/6短路傳輸線來對三次諧波進(jìn)行抑制。
[0004] 在中國專利201010191033. 0中，該方法通過MMIC工藝提供的壓焊PAD，MIN電容， 接地通孔以及壓焊金線構(gòu)成的串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)來對功放產(chǎn)生的諧波能量進(jìn)行吸收。
[0005] 在已報道的諧波處理方法上，要么用到入/n傳輸線，要么所用方法過于依賴半導(dǎo) 體加工工藝。A/n傳輸線的使用使得所設(shè)計的功率放大器體積過于龐大，而依賴于MMIC工 藝的諧波處理方法使得所設(shè)計功率放大器的諧波性能波動大，產(chǎn)品良品率低，不利于大規(guī) 模生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡單，利于小型化，同時調(diào)試靈活的諧波處理電 路結(jié)構(gòu)。該電路結(jié)構(gòu)不單考慮2次諧波，還對高次諧波也進(jìn)行了抑制，可以明顯的提高功率 放大器的諧波性能。
[0007] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種改善射頻功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)，包括功率放大器、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和二 次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)；所述功率放大器的輸出端分別與所述二次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)和所述輸出匹配 網(wǎng)絡(luò)相連；所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中包括三次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)和高次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)。
[0008] 更進(jìn)一步說明，本發(fā)明提供的一種改善功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)，其包括： die上MIN電容，第一匹配電感，第二匹配電感，第一匹配電容，第二匹配電容，隔直電容，第 一微帶線，第二微帶線，第三微帶，第四微帶線，第一綁定金線，第二綁定金線。
[0009] 所述第一匹配電感和MIN電容連接在功放管的集電極上且MIN電容于片上實現(xiàn)。
[0010] 所述MIN電容的另一端通過綁定金線與第一微帶線連接共同構(gòu)成二次諧波諧振 網(wǎng)絡(luò)，且通過調(diào)節(jié)金線長度和第一微帶線長度可控制靈活控制諧振頻率，調(diào)諧了后級三次 諧波和高次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)對二次諧波的影響。
[0011] 所述第二微帶線一端接地另一端與第一匹配電容相連共同構(gòu)成LC串聯(lián)諧振網(wǎng) 絡(luò)，用于抑制功率放大器產(chǎn)生的三次諧波，同時該LC諧振網(wǎng)絡(luò)連同第一匹配電感構(gòu)成第一 級低通LC匹配網(wǎng)絡(luò)。
[0012] 所述第三微帶線一端接地另一端與第二匹配電容相連，同時第二綁定金線一端壓 焊在第三微帶上，另一端壓焊于第四微帶線上。
[0013] 第三微帶線，第二綁定金線，第四微帶線與第二匹配電容夠成一個LC諧振網(wǎng)絡(luò)， 用于抑制功率放大器產(chǎn)生的高次諧波，通過調(diào)節(jié)綁定金線的位置和長短，可靈活調(diào)節(jié)諧振 點，抑制三次以上的諧波，同時該LC諧振網(wǎng)絡(luò)也調(diào)諧了前級二次和三次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)對高 次諧波的影響，它與第二匹配電容共同構(gòu)成了第二級低通匹配網(wǎng)絡(luò)。
[0014] 所述二次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)獨立于功率放大器的兩級低通LC輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，三次諧 波抑制網(wǎng)絡(luò)和高次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)包含在功率放大器的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中。
[0015] 所述隔直電容一端與負(fù)載相連，另一端分別與，第二匹配電感和第二匹配電容相 連。
[0016] 更優(yōu)的，所述二次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)中的綁定金線和微帶線的長度可調(diào)節(jié)。
[0017] 更優(yōu)的，所述高次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)中的綁定金線和微帶線的長度可調(diào)節(jié)。
[0018] 本發(fā)明根據(jù)上述內(nèi)容，提供的二次諧波抑制回路獨立于輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié) 第一綁定金線的長度可以改變LC諧振點，靈活控制諧振頻率。所提供的三次諧波和高次諧 波抑制網(wǎng)絡(luò)包含在輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中，其中高次諧波網(wǎng)絡(luò)可以通過調(diào)節(jié)第二綁定金線的位置 和長度來靈活改變諧振點，可根據(jù)需要使得諧振點處于三次諧波頻率以上，實現(xiàn)對功放產(chǎn) 生的高次諧波分量的有效吸收。仿真和實驗結(jié)果表明，利用該諧波抑制電路結(jié)構(gòu)所設(shè)計的 功率放大器獲得了很好的諧波性能，提高了功率放大器的線性度。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的一個實施例的電路圖； 圖2為圖1的等效電路圖； 圖3為本發(fā)明的一個實施例中第一綁定金線Wirel取不同長度時的二次諧波抑制圖； 圖4為本發(fā)明的一個實施例中第一綁定金線Wire2取不同長度時的高次諧波抑制圖； 圖5為未采用任何諧波抑制技術(shù)功率放大器輸出功率和各諧波功率隨輸入功率變化 仿真曲線； 圖6為采用本發(fā)明的一個實施例的電路結(jié)構(gòu)所設(shè)計的功率放大器輸出和各諧波功率 隨輸入功率變化的仿真曲線。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0021] 如圖1，本發(fā)明提供的一種改善功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)，由四部分組成： 二次諧波諧振抑制網(wǎng)絡(luò)101，三次諧波諧振抑制網(wǎng)絡(luò)102,高次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)103以及由電 感105、電感106、電容C3和電容C4構(gòu)成的兩級低通LC輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。
[0022] 所述二次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)101和由102, 103, 105, 106構(gòu)成的兩級低通LC輸出匹配 連接于功放管104的集電極上。
[0023] 本發(fā)明提供的一種改善功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)中的二次諧波諧振抑制 網(wǎng)絡(luò)，由die上MIN電容C2和綁定金線Wirel，基板上的微帶線TL1組成。其中MIN電容 由代工廠器件模型庫提供，Wirel和微帶線串聯(lián)可等效成一個電感。等效電路為圖2中的 L3C2串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，其諧振在二次諧波頻率上。其中微帶線TL1實現(xiàn)于基板上，通過改變綁 定金線Wirel在TL1上第二焊點的位置變可靈活改變串聯(lián)TL1的長度，進(jìn)而改變等效電路 中L3的大小，從而可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)二次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)的頻率。同時也可通過改變綁定 金線的高度和長度來進(jìn)一步控制等效電路中L3的大小，從而改變諧振頻率的大小，進(jìn)一步 增加調(diào)試靈活性。如圖3所示為綁定線長度分別為lmil，4mil，8mil時諧振頻率的變化，從 圖可以看出，通過改變綁定金線Wirel的長度可以靈活地控制諧振頻率的大小。
【主權(quán)項】
1. 一種改善射頻功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括功率放大器、輸 出匹配網(wǎng)絡(luò)和二次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)；所述功率放大器的輸出端分別與所述二次諧波諧振網(wǎng)絡(luò) 和所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)相連；所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中包括三次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)和高次諧波諧振網(wǎng) 絡(luò)； 所述電路結(jié)構(gòu)，包括die上MIN電容，第一匹配電感，第二匹配電感，第一匹配電容，第 二匹配電容，隔直電容，第一微帶線，第二微帶線，第三微帶線，第四微帶線，第一綁定金線， 第二綁定金線； 所述MIN電容的另一端通過第一綁定金線與第一微帶線連接共同構(gòu)成二次諧波諧振 網(wǎng)絡(luò)；所述第二微帶線一端接地另一端與第一匹配電容相連共同構(gòu)成LC串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)； 第三微帶線，第二綁定金線，第四微帶線與第二匹配電容構(gòu)成一個LC諧振網(wǎng)絡(luò)；該LC 諧振網(wǎng)絡(luò)也調(diào)諧了前級二次和三次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)對高次諧波的影響，它與第二匹配電容共 同構(gòu)成了第二級低通匹配網(wǎng)絡(luò)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種改善射頻功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述第一匹配電感和MIN電容連接在功放管的集電極上且MIN電容于片上實現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種改善射頻功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述綁定金線和微帶線的長度可調(diào)節(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種改善射頻功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述第三微帶線一端接地另一端與第二匹配電容相連，同時第二綁定金線一端壓焊在 第三微帶上，另一端壓焊于第四微帶線上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種改善射頻功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述高次諧波諧振網(wǎng)絡(luò)中的綁定金線和微帶線的長度可調(diào)節(jié)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改善射頻功率放大器諧波性能的電路結(jié)構(gòu)，所述電路結(jié)構(gòu)包括射頻功率放大管、二次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)、三次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)、高次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)、第一匹配電感、第二匹配電感和隔直電容；第一匹配電感、第二匹配電感、三次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)和高次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成功率放大器的低通輸出匹配網(wǎng)絡(luò)并連接于功放管的集電極處；二次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)連接于功放管的集電極，獨立于輸出匹配網(wǎng)絡(luò)且抑制頻率可調(diào)節(jié)，三次和高次諧波抑制網(wǎng)絡(luò)包含于輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中且高次諧波抑制頻率可調(diào)節(jié)；發(fā)明根據(jù)上述內(nèi)容，提供的電路結(jié)構(gòu)簡單，靈活性強，有效地抑制了射頻功率放大器產(chǎn)生的諧波分量，提高了功率放大器的性能。
【IPC分類】H03F3-189, H03F3-20, H03F1-32
【公開號】CN104579189
【申請?zhí)枴緾N201510057384
【發(fā)明人】陳思弟, 章國豪, 鄭耀華, 張志浩, 黃亮
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月4日