一种改善数据链通信QPSK调制下射频前端记忆效应的电路及方法与流程

本发明属于数据链通信技术领域，具体涉及一种改善数据链通信qpsk调制下射频前端记忆效应的电路及方法。

背景技术：

在数据链通信领域，经常选用qpsk调制方式产生的恒包络信号。这种调制信号一方面在放大过程中，对射频前端的线性度要求并不高，射频功率器件的非线性对信号质量产生的影响并不明显，从而能尽最大能力地提高射频前端的工作效率；另一方面这种调制方式抗干扰能力强，因此经常作为首选无线通信的调制方式。

针对该调制方式，常见的射频前端在设计过程中仅仅考虑功率和效率即可，例如在以ldmos、gaas材质的射频功率管电路中，功率效率最高仅可以达到30％左右。随着科技进步与发展，gan材质的射频功率管被广泛应用，且效率可以接近50％～60％，但是，对于大多数设计师而言，电路在调试匹配过程中，还是按照以往的经验与方法进行，并无明显优化，进而容易引功率管的记忆效应。功率管的记忆效应分为热记忆效应与电记忆效应。热记忆效应主要与晶体管的沟道温度周期有关；电记忆效应主要来源于放大电路的直流偏置，记忆效应的本质在于当前的某一时刻不仅与输入信号有关，还与过去的某一时刻有关，体现在信号边带增益与相位上。因此，在该调制方式下，采用gan材质的射频功率管会由于频谱的扩频效应，产生很多边带噪声，这些噪声经过放大后会占用很多功率资源，影响实际使用效率。

图1为常见射频前端末级放大电路原理框图。其中，末级放大器漏极没有采用特殊的设计处理，使得针对qpsk调制下的记忆效应会较明显，在通带信号附近会产生大量的杂波信号。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种改善数据链通信qpsk调制下射频前端记忆效应的电路及方法，以解决如何采用高效率、高稳定性的gan材质的末级放大器设计电路，优化和改善射频前端末级匹配电路，减小记忆效应对射频前端放大电路的影响的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种改善数据链通信qpsk调制下射频前端记忆效应的方法，该方法中对末级放大器的漏极采用双供电对称结构，通过电路并联，降低漏极阻抗，减小低频信号对电路的影响。

进一步地，末级放大器的漏极供电采用对称的1/4波长微带线双供电方式。

此外，本发明还提出一种改善数据链通信qpsk调制下射频前端记忆效应的电路，该电路包括推动放大器、末级放大器、隔离器、天线和去耦电容；其中，推动放大器用于对输入信号的电平进行放大，为末级放大器提供足够的输入信号功率，使末级放大器进入饱和工作状态；末级放大器用于将输入信号放大到最大能量，保证工作在饱和区；末级放大器的漏极采用双供电对称结构，通过电路并联，降低漏极阻抗，减小低频信号对电路的影响；隔离器用于调整末级放大器与天线之间的匹配，减小级间匹配造成的信号能量损失；去耦电容连接末级放大器的漏极，用于滤除低频信号影响。

进一步地，末级放大器的漏极供电采用对称的1/4波长微带线双供电方式。

(三)有益效果

本发明提出的改善数据链通信qpsk调制下射频前端记忆效应的电路及方法，通过对射频前端末级放大器电路的漏极供电部分进行优化设计，对末级放大器的漏极采用双供电对称结构，通过电路并联，降低漏极阻抗，减小低频信号对电路的影响，不仅在常规性能上对末级放大器的效率、输出功率、输入输出电路匹配以及放大器的其它非线性特性等影响很小，而且还可以改善qpsk调制下的记忆效应，降低调制信号因非线性放大引起的边带噪声增加，从而提高射频前端效率。有益效果主要体现在以下几个方面：

1、明显改善qpsk调制下的射频前端记忆效应，宽带杂散信号明显减少。

2、提高了主信号(qpsk调制信号)的功率，增强了通信能力。

3、改善了非线性下的互调效应，提高了频谱利用率。

附图说明

图1为常见射频前端末级放大电路原理框图；

图2为本发明实施例的改善qpsk调制下的射频前端模块中末级放大电路原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种改善数据链通信qpsk调制下射频前端记忆效应的电路及方法，该电路如图2所示，主要包括推动放大器1、末级放大器2、隔离器3、天线4和电容5。其中，推动放大器1主要用于将输入信号放大到一定的电平，给末级放大器2足够的输入信号功率，使其进入饱和工作状态，最高效率地发挥其放大性能。末级放大器2是将输入信号放大到最大能量，保证其工作在饱和区，能以最高效率工作。隔离器3是用来调整末级放大器2与天线4之间的匹配，减小级间匹配造成的信号能量损失。末级放大器2的漏极供电采用对称的1/4波长微带线双供电方式。通过漏极匹配电路并联，减小低频信号对电路的影响。将旁路μf级的去耦电容5尽量靠近漏极放置，滤除低频信号影响。在调试时，可以适当缩短漏极供电线的长度(一般漏极供电线的长度为1/4波长微带线)，或者选用小的等效电感，也可以改善记忆效应。

本实施例中的末级放大器2漏极采用双供电对称结构，对于改善qpsk调制方式下处于饱和工作区的射频前端模块记忆效应有着明显的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明属于数据链通信技术领域，具体涉及一种改善数据链通信QPSK调制下射频前端记忆效应的电路及方法。本发明通过对射频前端末级放大器电路的漏极供电部分进行优化设计，对末级放大器的漏极采用双供电对称结构，通过电路并联，降低漏极阻抗，减小低频信号对电路的影响，不仅在常规性能上对末级放大器的效率、输出功率、输入输出电路匹配以及放大器的其它非线性特性等影响很小，而且还可以改善QPSK调制下的记忆效应，降低调制信号因非线性放大引起的边带噪声增加，从而提高射频前端效率。

技术研发人员：刘震
受保护的技术使用者：天津津航计算技术研究所
技术研发日：2018.10.30
技术公布日：2019.01.22