專利名稱：提高功率放大器線性度及功率附加效率的濾波電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種提高功率放大器線性度及功率附加效率的濾波電路。
背景技術(shù)：
隨著手機(jī)的日益普及，通信將向個(gè)人化方向發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)用戶以翻番的速度增長 又帶來了移動(dòng)多媒體和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展。這一切都要求新一代的通信網(wǎng)絡(luò)具備更寬的 工作頻帶，支持更加靈活的多種業(yè)務(wù)，并使通信終端能在不同的網(wǎng)絡(luò)間漫游。這些需求促成 了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)運(yùn)而生，如WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000等標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺(tái)。 為了在有限的頻譜范圍內(nèi)容納更多的信道和傳輸更多的數(shù)據(jù)，這些系統(tǒng)的調(diào)制方案的頻譜 利用率都較高，要求系統(tǒng)具有良好的線性度。此外，四相相移鍵控(QPSK)、多進(jìn)制正交調(diào)幅 (MQAM)以及多元線性幅度調(diào)制方案日漸風(fēng)行，這些信號(hào)是非恒定包絡(luò)的調(diào)幅信號(hào)。這將導(dǎo) 致系統(tǒng)輸出信號(hào)包絡(luò)具有很大的峰值/平均值功率比，由于大動(dòng)態(tài)范圍信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的非線 性非常敏感，為了保證通信的質(zhì)量，要求通信系統(tǒng)具有良好的線性度。功率放大器是通信系統(tǒng)中非線性最強(qiáng)的器件之一，其非線性失真對(duì)無線通信系統(tǒng) 將產(chǎn)生諸多不良影響。使輸出信號(hào)星座圖的實(shí)部和虛部發(fā)生偏移，使眼圖的眼睛閉合，導(dǎo)致 頻譜擴(kuò)展而干擾鄰道信號(hào)并惡化誤碼率。此外，失真還使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率下降而使系統(tǒng)的容 量降低，或使系統(tǒng)信道頻率間距變大而使系統(tǒng)的頻譜利用率下降。提高功率放大器線性度最簡(jiǎn)單的解決方法是使PA工作點(diǎn)遠(yuǎn)小于飽和功率點(diǎn)，工 作于線性區(qū)，即大功率“回退”。功率“回退”可提高PA的線性度，卻使系統(tǒng)的效率下降，使 功率放大器的輸出功率降低。因此現(xiàn)有的提高功率放大器線性度的主要方法是采用前饋、 反饋、預(yù)失真等線性化技術(shù)，但以上線性化技術(shù)會(huì)增加電路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，不利于電路制造 成本的降低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種提高功率放大器線性度及功率附加效率的濾波電 路，濾除功率放大器中由前級(jí)電路傳輸至后級(jí)電路的二次諧波分量，提高功率放大器的線 性度與功率附加效率。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種提高功率放大器線性度及功率附加效率的濾波電 路，所述濾波電路為由共射極晶體管與共基極晶體管串疊構(gòu)成的Cascode結(jié)構(gòu)，從所述共 射極晶體管的集電極到地之間連接有抑制二次諧波信號(hào)的串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。串并聯(lián)諧振網(wǎng) 絡(luò)并聯(lián)諧振在基波頻率，該網(wǎng)絡(luò)保證在濾除二次諧波信號(hào)的同時(shí)使基波信號(hào)無影響地傳輸 至共基晶體管的發(fā)射極。進(jìn)一步的，在上述濾波電路結(jié)構(gòu)中，所述串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)包括從共射極晶體管的 集電極到地之間并聯(lián)的二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)以及第二電感。該網(wǎng)絡(luò)同樣可用于多級(jí)功率 放大器的級(jí)間，濾除功率放大器中由前級(jí)電路傳輸至后級(jí)電路的二次諧波分量，提高功率 放大器的線性度與功率附加效率。[0008]進(jìn)一步的，在上述濾波電路結(jié)構(gòu)中，所述二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)包括從共射極晶 體管的集電極到地之間串聯(lián)的第一電感和第二電容。二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)將二次諧波信 號(hào)短路到地，濾除Cascode電路中共射晶體管所產(chǎn)生的二次諧波分量。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1. Cascode電路共射結(jié)構(gòu)晶體管集電極與共基晶體管發(fā)射極間所接串并聯(lián)諧振網(wǎng) 絡(luò)可在不影響基波信號(hào)傳輸?shù)那闆r下抑制二次諧波信號(hào)的傳輸，提高功率放大器的功率附 加效率和線性度。2. Cascode電路共射結(jié)構(gòu)晶體管與共基結(jié)構(gòu)晶體管之間所接諧波濾除網(wǎng)絡(luò)可用于 抑制n次諧波信號(hào)，具體方法請(qǐng)參考具體實(shí)施方式
。3. Cascode電路共射結(jié)構(gòu)晶體管與共基結(jié)構(gòu)晶體管之間所接諧波濾除網(wǎng)絡(luò)可用于 多級(jí)功率放大器中，用于濾除由前級(jí)傳輸?shù)胶蠹?jí)的二次諧波信號(hào)，提高功率放大器整體的 功率附加效率及線性度。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述

圖1為本實(shí)用新型Cascode結(jié)構(gòu)功率放大器實(shí)施例示意圖；圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的共射結(jié)構(gòu)晶體管集電極與共基晶體管發(fā)射極間 所連接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型濾波網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于提高多級(jí)功率放大器功率附加效率及線性度 時(shí)的電路示意圖。其中C1第一電容；C2第二電容；L1第一電感；L2第二電感；Q1共射極晶體管；Q2
共基極晶體管。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1和圖2所示，一種提高功率放大器線性度及功率附加效率的濾波電 路，所述濾波電路為由共射極晶體管Q1與共基極晶體管Q2串疊構(gòu)成的Cascode結(jié)構(gòu)，從所 述共射極晶體管Q1的集電極到地之間連接有抑制二次諧波信號(hào)的串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。所述串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)包括從共射極晶體管Q1的集電極到地之間并聯(lián)的二次諧波 串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)以及第二電感L2。所述二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)包括從共射極晶體管Q1的集電極到地之間串聯(lián)的第 一電感L1和第二電容C2。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例如圖1所示，輸入信號(hào)通過第一電容C1及輸入匹配網(wǎng)絡(luò) 到達(dá)共射極晶體管Q1的基極，共射極晶體管Q1的發(fā)射極接地，集電極連接到共基極晶體管 Q2的發(fā)射極，輸入信號(hào)由共射極晶體管Q1放大后經(jīng)過串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)后再由共基極晶體 管Q2的發(fā)射極輸入，經(jīng)共基極晶體管Q2放大后到達(dá)共基極晶體管Q2的集電極，通過輸出 匹配網(wǎng)絡(luò)和第四電容C4隔直后最終輸出。如圖1所示，共射極晶體管Q1集電極所接串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)由二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng) 絡(luò)與電感L2并聯(lián)組成，該網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)諧振在基波頻率點(diǎn)。二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)由L1與C2 串聯(lián)組成，該網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)諧振在二次諧波頻率點(diǎn)。[0023]對(duì)由共射極晶體管集電極所輸出的基波信號(hào)來說，串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)諧振，該網(wǎng)絡(luò) 近似為斷路，使基波信號(hào)不受影響傳輸?shù)焦不鶚O晶體管Q2的發(fā)射極，并最終由共基極晶體 管Q2的集電極輸出。對(duì)于二次諧波信號(hào)，二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)諧振，該網(wǎng)絡(luò)等效阻抗近似為零。此 時(shí)，對(duì)二次諧波而言，串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)等效為連接至地的導(dǎo)線。該網(wǎng)絡(luò)將二次諧波信號(hào)短路 到地，有效抑制二次諧波信號(hào)傳輸至共基極晶體管的發(fā)射極，提高了功率放大器的線性度 與功率附加效率。另外，在保證串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)諧振在基波信號(hào)的情況下，調(diào)整第一電感L1、第二電 感L2與第二電容C2的值，可使二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)諧振在所需的n次諧波頻率，從 而抑制n次諧波信號(hào)的增益。抑制n次諧波信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)所要滿足的公式為2mf L! = ~-~(1)
23tf C2^-——2nfoLi = 2nfohi(2) 2nfoC2在(1)與⑵公式中，fo為基波頻率，fn為n次諧波頻率。如圖3所示，實(shí)施例中共射極晶體管集電極與共基極晶體管發(fā)射極間所連接串并 聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)同樣可用于二級(jí)或多級(jí)功率放大器中。該網(wǎng)絡(luò)可用于濾除由前級(jí)功放管所輸出 的二次或n次諧波信號(hào)，抑制前級(jí)功放管輸出所對(duì)應(yīng)諧波信號(hào)的功率，綜上所述，二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)有效濾除了功率放大器對(duì)二次諧波信號(hào)的放大 與輸出，提高了功率放大器的線性度與功率附加效率。串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)保證基波信號(hào)在二 次諧波信號(hào)被有效濾除的同時(shí)不受影響。本實(shí)用新型通過利用電容與電感的串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對(duì)諧波信號(hào)進(jìn)行抑制，在不增大功 率放大器靜態(tài)功耗的情況下，有效提高了功率放大器的功率附加效率與線性度。
權(quán)利要求一種提高功率放大器線性度及功率附加效率的濾波電路，所述濾波電路為由共射極晶體管(Q1)與共基極晶體管(Q2)串疊構(gòu)成的Cascode結(jié)構(gòu)，其特征在于從所述共射極晶體管(Q1)的集電極到地之間連接有抑制二次諧波信號(hào)的串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高功率放大器線性度及功率附加效率的濾波電路，其特征 在于所述串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)包括從共射極晶體管(Q1)的集電極到地之間并聯(lián)的二次諧波 串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)以及第二電感(L2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高功率放大器線性度及功率附加效率的濾波電路，其特征 在于所述二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)包括從共射極晶體管(Q1)的集電極到地之間串聯(lián)的第 一電感(L1)和第二電容(C2)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種提高功率放大器線性度及功率附加效率的濾波電路，所述濾波電路應(yīng)用在由共射極晶體管與共基極晶體管串疊構(gòu)成的Cascode結(jié)構(gòu)電路中，從所述共射極晶體管的集電極到地之間連接有抑制二次諧波信號(hào)的串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)由二次諧波串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)與電感并聯(lián)組成，該網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)諧振在基波頻率，其保證在濾除二次諧波信號(hào)的同時(shí)使基波信號(hào)無影響地傳輸至共基晶體管的發(fā)射極。
文檔編號(hào)H03F1/02GK201726361SQ20102017673
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者丁杰, 張曉東, 胡善文, 郭瑜, 高懷 申請(qǐng)人:蘇州英諾迅科技有限公司