专利名称：提高功率放大器线性度及功率附加效率的滤波电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种提高功率放大器线性度及功率附加效率的滤波电路。
背景技术：
随着手机的日益普及，通信将向个人化方向发展，互联网用户以翻番的速度增长 又带来了移动多媒体和高速数据业务的发展。这一切都要求新一代的通信网络具备更宽的 工作频带，支持更加灵活的多种业务，并使通信终端能在不同的网络间漫游。这些需求促成 了第三代移动通信系统标准的应运而生，如WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000等标准相继出台。 为了在有限的频谱范围内容纳更多的信道和传输更多的数据，这些系统的调制方案的频谱 利用率都较高，要求系统具有良好的线性度。此外，四相相移键控(QPSK)、多进制正交调幅 (MQAM)以及多元线性幅度调制方案日渐风行，这些信号是非恒定包络的调幅信号。这将导 致系统输出信号包络具有很大的峰值/平均值功率比，由于大动态范围信号对系统的非线 性非常敏感，为了保证通信的质量，要求通信系统具有良好的线性度。功率放大器是通信系统中非线性最强的器件之一，其非线性失真对无线通信系统 将产生诸多不良影响。使输出信号星座图的实部和虚部发生偏移，使眼图的眼睛闭合，导致 频谱扩展而干扰邻道信号并恶化误码率。此外，失真还使系统的数据率下降而使系统的容 量降低，或使系统信道频率间距变大而使系统的频谱利用率下降。提高功率放大器线性度最简单的解决方法是使PA工作点远小于饱和功率点，工 作于线性区，即大功率“回退”。功率“回退”可提高PA的线性度，却使系统的效率下降，使 功率放大器的输出功率降低。因此现有的提高功率放大器线性度的主要方法是采用前馈、 反馈、预失真等线性化技术，但以上线性化技术会增加电路结构的复杂度，不利于电路制造 成本的降低。
发明内容本实用新型目的是提供一种提高功率放大器线性度及功率附加效率的滤波电 路，滤除功率放大器中由前级电路传输至后级电路的二次谐波分量，提高功率放大器的线 性度与功率附加效率。本实用新型的技术方案是一种提高功率放大器线性度及功率附加效率的滤波电 路，所述滤波电路为由共射极晶体管与共基极晶体管串叠构成的Cascode结构，从所述共 射极晶体管的集电极到地之间连接有抑制二次谐波信号的串并联谐振网络。串并联谐振网 络并联谐振在基波频率，该网络保证在滤除二次谐波信号的同时使基波信号无影响地传输 至共基晶体管的发射极。进一步的，在上述滤波电路结构中，所述串并联谐振网络包括从共射极晶体管的 集电极到地之间并联的二次谐波串联谐振网络以及第二电感。该网络同样可用于多级功率 放大器的级间，滤除功率放大器中由前级电路传输至后级电路的二次谐波分量，提高功率 放大器的线性度与功率附加效率。[0008]进一步的，在上述滤波电路结构中，所述二次谐波串联谐振网络包括从共射极晶 体管的集电极到地之间串联的第一电感和第二电容。二次谐波串联谐振网络将二次谐波信 号短路到地，滤除Cascode电路中共射晶体管所产生的二次谐波分量。本实用新型的优点是1. Cascode电路共射结构晶体管集电极与共基晶体管发射极间所接串并联谐振网 络可在不影响基波信号传输的情况下抑制二次谐波信号的传输，提高功率放大器的功率附 加效率和线性度。2. Cascode电路共射结构晶体管与共基结构晶体管之间所接谐波滤除网络可用于 抑制n次谐波信号，具体方法请参考具体实施方式
。3. Cascode电路共射结构晶体管与共基结构晶体管之间所接谐波滤除网络可用于 多级功率放大器中，用于滤除由前级传输到后级的二次谐波信号，提高功率放大器整体的 功率附加效率及线性度。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述
图1为本实用新型Cascode结构功率放大器实施例示意图；图2为本实用新型具体实施例的共射结构晶体管集电极与共基晶体管发射极间 所连接网络结构示意图；图3为本实用新型滤波网络应用于提高多级功率放大器功率附加效率及线性度 时的电路示意图。其中C1第一电容；C2第二电容；L1第一电感；L2第二电感；Q1共射极晶体管；Q2
共基极晶体管。
具体实施方式
实施例如图1和图2所示，一种提高功率放大器线性度及功率附加效率的滤波电 路，所述滤波电路为由共射极晶体管Q1与共基极晶体管Q2串叠构成的Cascode结构，从所 述共射极晶体管Q1的集电极到地之间连接有抑制二次谐波信号的串并联谐振网络。所述串并联谐振网络包括从共射极晶体管Q1的集电极到地之间并联的二次谐波 串联谐振网络以及第二电感L2。所述二次谐波串联谐振网络包括从共射极晶体管Q1的集电极到地之间串联的第 一电感L1和第二电容C2。本实用新型的一个实施例如图1所示，输入信号通过第一电容C1及输入匹配网络 到达共射极晶体管Q1的基极，共射极晶体管Q1的发射极接地，集电极连接到共基极晶体管 Q2的发射极，输入信号由共射极晶体管Q1放大后经过串并联谐振网络后再由共基极晶体 管Q2的发射极输入，经共基极晶体管Q2放大后到达共基极晶体管Q2的集电极，通过输出 匹配网络和第四电容C4隔直后最终输出。如图1所示，共射极晶体管Q1集电极所接串并联谐振网络由二次谐波串联谐振网 络与电感L2并联组成，该网络并联谐振在基波频率点。二次谐波串联谐振网络由L1与C2 串联组成，该网络串联谐振在二次谐波频率点。[0023]对由共射极晶体管集电极所输出的基波信号来说，串并联谐振网络谐振，该网络 近似为断路，使基波信号不受影响传输到共基极晶体管Q2的发射极，并最终由共基极晶体 管Q2的集电极输出。对于二次谐波信号，二次谐波串联谐振网络谐振，该网络等效阻抗近似为零。此 时，对二次谐波而言，串并联谐振网络等效为连接至地的导线。该网络将二次谐波信号短路 到地，有效抑制二次谐波信号传输至共基极晶体管的发射极，提高了功率放大器的线性度 与功率附加效率。另外，在保证串并联谐振网络谐振在基波信号的情况下，调整第一电感L1、第二电 感L2与第二电容C2的值，可使二次谐波串联谐振网络串联谐振在所需的n次谐波频率，从 而抑制n次谐波信号的增益。抑制n次谐波信号的网络所要满足的公式为2mf L! = ~-~(1)
23tf C2^-——2nfoLi = 2nfohi(2) 2nfoC2在(1)与⑵公式中，fo为基波频率，fn为n次谐波频率。如图3所示，实施例中共射极晶体管集电极与共基极晶体管发射极间所连接串并 联谐振网络同样可用于二级或多级功率放大器中。该网络可用于滤除由前级功放管所输出 的二次或n次谐波信号，抑制前级功放管输出所对应谐波信号的功率，综上所述，二次谐波串联谐振网络有效滤除了功率放大器对二次谐波信号的放大 与输出，提高了功率放大器的线性度与功率附加效率。串并联谐振网络保证基波信号在二 次谐波信号被有效滤除的同时不受影响。本实用新型通过利用电容与电感的串并联网络对谐波信号进行抑制，在不增大功 率放大器静态功耗的情况下，有效提高了功率放大器的功率附加效率与线性度。
权利要求一种提高功率放大器线性度及功率附加效率的滤波电路，所述滤波电路为由共射极晶体管(Q1)与共基极晶体管(Q2)串叠构成的Cascode结构，其特征在于从所述共射极晶体管(Q1)的集电极到地之间连接有抑制二次谐波信号的串并联谐振网络。
2.根据权利要求1所述的提高功率放大器线性度及功率附加效率的滤波电路，其特征 在于所述串并联谐振网络包括从共射极晶体管(Q1)的集电极到地之间并联的二次谐波 串联谐振网络以及第二电感(L2)。
3.根据权利要求2所述的提高功率放大器线性度及功率附加效率的滤波电路，其特征 在于所述二次谐波串联谐振网络包括从共射极晶体管(Q1)的集电极到地之间串联的第 一电感(L1)和第二电容(C2)。
专利摘要本实用新型公开了一种提高功率放大器线性度及功率附加效率的滤波电路，所述滤波电路应用在由共射极晶体管与共基极晶体管串叠构成的Cascode结构电路中，从所述共射极晶体管的集电极到地之间连接有抑制二次谐波信号的串并联谐振网络。串并联谐振网络由二次谐波串联谐振网络与电感并联组成，该网络并联谐振在基波频率，其保证在滤除二次谐波信号的同时使基波信号无影响地传输至共基晶体管的发射极。
文档编号H03F1/02GK201726361SQ20102017673
公开日2011年1月26日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者丁杰, 张晓东, 胡善文, 郭瑜, 高怀 申请人:苏州英诺迅科技有限公司