一种改善射频功率放大器谐波性能的电路结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域领域，尤其涉及一种改善射频功率放大器谐波性能的电 路结构。
【背景技术】
[0002] 随着移动无线通信技术的迅速发展和手持无线通信设备的广泛普及，无线通信系 统标准对发射机的要求越来越苛刻。功率放大器作为发射机的主要组成部分，主要负责对 前级送来的小信号进行无失真放大以驱动天线将信号发送出去。其效率对整个发射机的功 耗起决定性作用，同时，功率放大器的线性度又影响了整机的动态范围。传统的功率放大器 为了提高其工作效率，都使得放大器的末级工作于饱和状态，这时由于放大管的非线性将 有大量的谐波成分产生。如果不对这些谐波能量进行处理，将会造成能量的浪费，降低了功 放的工作效率，同时这些谐波分量将会对其他信道的有用信号进行干扰，恶化了功率放大 器的线性度。因此，对功率放大器放大器产生的谐波分量进行回收抑制，对提高其性能具有 重要意义。
[0003] 因功率放大器的非线性主要由末级产生，所以对功率放大器所产生的谐波能量进 行回收处理的方法主要集中于输出匹配网络中。现有技术中，已报道了多种方案，如在中国 专利201310039803. 3中，该方法通过在放大器的输出端，输出匹配网络的输入端引入入/2 短路传输线来对功率放大器产生的偶次谐波进行回收抑制，在输出匹配网络的输出端，即 负载处并联A/12开路传输线和A/6短路传输线来对三次谐波进行抑制。
[0004] 在中国专利201010191033. 0中，该方法通过MMIC工艺提供的压焊PAD，MIN电容， 接地通孔以及压焊金线构成的串联谐振网络来对功放产生的谐波能量进行吸收。
[0005] 在已报道的谐波处理方法上，要么用到入/n传输线，要么所用方法过于依赖半导 体加工工艺。A/n传输线的使用使得所设计的功率放大器体积过于庞大，而依赖于MMIC工 艺的谐波处理方法使得所设计功率放大器的谐波性能波动大，产品良品率低，不利于大规 模生产。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提出一种结构简单，利于小型化，同时调试灵活的谐波处理电 路结构。该电路结构不单考虑2次谐波，还对高次谐波也进行了抑制，可以明显的提高功率 放大器的谐波性能。
[0007] 为达此目的，本发明采用以下技术方案： 一种改善射频功率放大器谐波性能的电路结构，包括功率放大器、输出匹配网络和二 次谐波谐振网络；所述功率放大器的输出端分别与所述二次谐波谐振网络和所述输出匹配 网络相连；所述输出匹配网络中包括三次谐波谐振网络和高次谐波谐振网络。
[0008] 更进一步说明，本发明提供的一种改善功率放大器谐波性能的电路结构，其包括： die上MIN电容，第一匹配电感，第二匹配电感，第一匹配电容，第二匹配电容，隔直电容，第 一微带线，第二微带线，第三微带，第四微带线，第一绑定金线，第二绑定金线。
[0009] 所述第一匹配电感和MIN电容连接在功放管的集电极上且MIN电容于片上实现。
[0010] 所述MIN电容的另一端通过绑定金线与第一微带线连接共同构成二次谐波谐振 网络，且通过调节金线长度和第一微带线长度可控制灵活控制谐振频率，调谐了后级三次 谐波和高次谐波抑制网络对二次谐波的影响。
[0011] 所述第二微带线一端接地另一端与第一匹配电容相连共同构成LC串联谐振网 络，用于抑制功率放大器产生的三次谐波，同时该LC谐振网络连同第一匹配电感构成第一 级低通LC匹配网络。
[0012] 所述第三微带线一端接地另一端与第二匹配电容相连，同时第二绑定金线一端压 焊在第三微带上，另一端压焊于第四微带线上。
[0013] 第三微带线，第二绑定金线，第四微带线与第二匹配电容够成一个LC谐振网络， 用于抑制功率放大器产生的高次谐波，通过调节绑定金线的位置和长短，可灵活调节谐振 点，抑制三次以上的谐波，同时该LC谐振网络也调谐了前级二次和三次谐波抑制网络对高 次谐波的影响，它与第二匹配电容共同构成了第二级低通匹配网络。
[0014] 所述二次谐波抑制网络独立于功率放大器的两级低通LC输出匹配网络，三次谐 波抑制网络和高次谐波抑制网络包含在功率放大器的输出匹配网络中。
[0015] 所述隔直电容一端与负载相连，另一端分别与，第二匹配电感和第二匹配电容相 连。
[0016] 更优的，所述二次谐波谐振网络中的绑定金线和微带线的长度可调节。
[0017] 更优的，所述高次谐波谐振网络中的绑定金线和微带线的长度可调节。
[0018] 本发明根据上述内容，提供的二次谐波抑制回路独立于输出匹配网络，通过调节 第一绑定金线的长度可以改变LC谐振点，灵活控制谐振频率。所提供的三次谐波和高次谐 波抑制网络包含在输出匹配网络中，其中高次谐波网络可以通过调节第二绑定金线的位置 和长度来灵活改变谐振点，可根据需要使得谐振点处于三次谐波频率以上，实现对功放产 生的高次谐波分量的有效吸收。仿真和实验结果表明，利用该谐波抑制电路结构所设计的 功率放大器获得了很好的谐波性能，提高了功率放大器的线性度。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的一个实施例的电路图； 图2为图1的等效电路图； 图3为本发明的一个实施例中第一绑定金线Wirel取不同长度时的二次谐波抑制图； 图4为本发明的一个实施例中第一绑定金线Wire2取不同长度时的高次谐波抑制图； 图5为未采用任何谐波抑制技术功率放大器输出功率和各谐波功率随输入功率变化 仿真曲线； 图6为采用本发明的一个实施例的电路结构所设计的功率放大器输出和各谐波功率 随输入功率变化的仿真曲线。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0021] 如图1，本发明提供的一种改善功率放大器谐波性能的电路结构，由四部分组成： 二次谐波谐振抑制网络101，三次谐波谐振抑制网络102,高次谐波抑制网络103以及由电 感105、电感106、电容C3和电容C4构成的两级低通LC输出匹配网络。
[0022] 所述二次谐波抑制网络101和由102, 103, 105, 106构成的两级低通LC输出匹配 连接于功放管104的集电极上。
[0023] 本发明提供的一种改善功率放大器谐波性能的电路结构中的二次谐波谐振抑制 网络，由die上MIN电容C2和绑定金线Wirel，基板上的微带线TL1组成。其中MIN电容 由代工厂器件模型库提供，Wirel和微带线串联可等效成一个电感。等效电路为图2中的 L3C2串联谐振网络，其谐振在二次谐波频率上。其中微带线TL1实现于基板上，通过改变绑 定金线Wirel在TL1上第二焊点的位置变可灵活改变串联TL1的长度，进而改变等效电路 中L3的大小，从而可根据需要灵活调节二次谐波谐振网络的频率。同时也可通过改变绑定 金线的高度和长度来进一步控制等效电路中L3的大小，从而改变谐振频率的大小，进一步 增加调试灵活性。如图3所示为绑定线长度分别为lmil，4mil，8mil时谐振频率的变化，从 图可以看出，通过改变绑定金线Wirel的长度可以灵活地控制谐振频率的大小。
【主权项】
1. 一种改善射频功率放大器谐波性能的电路结构，其特征在于，包括功率放大器、输 出匹配网络和二次谐波谐振网络；所述功率放大器的输出端分别与所述二次谐波谐振网络 和所述输出匹配网络相连；所述输出匹配网络中包括三次谐波谐振网络和高次谐波谐振网 络； 所述电路结构，包括die上MIN电容，第一匹配电感，第二匹配电感，第一匹配电容，第 二匹配电容，隔直电容，第一微带线，第二微带线，第三微带线，第四微带线，第一绑定金线， 第二绑定金线； 所述MIN电容的另一端通过第一绑定金线与第一微带线连接共同构成二次谐波谐振 网络；所述第二微带线一端接地另一端与第一匹配电容相连共同构成LC串联谐振网络； 第三微带线，第二绑定金线，第四微带线与第二匹配电容构成一个LC谐振网络；该LC 谐振网络也调谐了前级二次和三次谐波抑制网络对高次谐波的影响，它与第二匹配电容共 同构成了第二级低通匹配网络。
2. 根据权利要求书1所述的一种改善射频功率放大器谐波性能的电路结构，其特征在 于，所述第一匹配电感和MIN电容连接在功放管的集电极上且MIN电容于片上实现。
3. 根据权利要求书1所述的一种改善射频功率放大器谐波性能的电路结构，其特征在 于，所述绑定金线和微带线的长度可调节。
4. 根据权利要求书1所述的一种改善射频功率放大器谐波性能的电路结构，其特征在 于，所述第三微带线一端接地另一端与第二匹配电容相连，同时第二绑定金线一端压焊在 第三微带上，另一端压焊于第四微带线上。
5. 根据权利要求书1所述的一种改善射频功率放大器谐波性能的电路结构，其特征在 于，所述高次谐波谐振网络中的绑定金线和微带线的长度可调节。
【专利摘要】本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种改善射频功率放大器谐波性能的电路结构，所述电路结构包括射频功率放大管、二次谐波抑制网络、三次谐波抑制网络、高次谐波抑制网络、第一匹配电感、第二匹配电感和隔直电容；第一匹配电感、第二匹配电感、三次谐波抑制网络和高次谐波抑制网络构成功率放大器的低通输出匹配网络并连接于功放管的集电极处；二次谐波抑制网络连接于功放管的集电极，独立于输出匹配网络且抑制频率可调节，三次和高次谐波抑制网络包含于输出匹配网络中且高次谐波抑制频率可调节；发明根据上述内容，提供的电路结构简单，灵活性强，有效地抑制了射频功率放大器产生的谐波分量，提高了功率放大器的性能。
【IPC分类】H03F3-189, H03F3-20, H03F1-32
【公开号】CN104579189
【申请号】CN201510057384
【发明人】陈思弟, 章国豪, 郑耀华, 张志浩, 黄亮
【申请人】广东工业大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年2月4日