CN108988816A - 谐波抑制功率合成器及射频功率放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供谐波抑制功率合成器及射频功率放大器。所述谐波抑制功率合成器包括第一输入端、第二输入端、合成电路、输出端，第一输入端和第二输入端通过合成电路与输出端连接，进行功率合成，其特征在于，还包括：第一带通滤波器，一端连接所述第一输入端，另一端连接电源地；第二带通滤波器，一端连接所述第二输入端，另一端连接所述电源地。本发明不仅具有功率合成的作用，而且还可以通过调节带通滤波器的电感和电容的大小对不需要的谐波进行抑制，此结构提高了电路的集成度，缩小了电路的面积。
Description
技术领域
本发明涉及射频功率放大器领域，具体涉及谐波抑制功率合成器及射频功率放大器。
背景技术
随着IC集成电路的迅速发展，设计高线性度，高集成度的射频功率放大器也势在必行。
发明人发现，射频功率放大器中采用的传统的功率合成器仅具备功率合成的作用，功能单一，集成度低。在电路设计时，输出端需要额外设计谐波抑制电路来提高线性度，这样增加了电路的复杂性和面积，不能满足高性能射频功率放大器的设计要求。
发明内容
本发明实施例提供了一种谐波抑制功率合成器，包括第一输入端、第二输入端、合成电路、输出端，所述第一输入端和所述第二输入端通过所述合成电路与所述输出端连接，进行功率合成，其特征在于，还包括：第一带通滤波器，一端连接所述第一输入端，另一端连接电源地；第二带通滤波器，一端连接所述第二输入端，另一端连接所述电源地。
作为本发明的一种可选择的技术方案，所述具有谐波抑制功能的功率合成器还包括：隔离电阻，连接在所述第一输入端和所述第二输入端之间。
作为本发明的一种可选择的技术方案，所述具有谐波抑制功能的功率合成器还包括：第三带通滤波器，一端连接所述第一输入端，另一端连接电源地；第四带通滤波器，一端连接所述第二输入端，另一端连接所述电源地。
本发明实施例还提供了一种射频功率放大器，包括上述所述的谐波抑制功率合成器。
本发明的实施例提供的谐波抑制功率合成器，不仅具有功率合成的作用，而且还可以通过调节带通滤波器的电感和电容的大小对不需要的谐波进行抑制，此结构提高了射频功率放大器电路的集成度，缩小了电路的面积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是传统的一种功率合成器的组成示意图；
图2是传统的另一种功率合成器的组成示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种谐波抑制功率合成器组成示意图；
图4是本发明另一实施例提供的一种谐波抑制功率合成器组成示意图；
图5是本发明又一实施例提供的一种谐波抑制功率合成器组成示意图；
图6是本发明一实施例提供的一种射频功率放大器组成示意图；
图7是本发明另一实施例提供的一种射频功率放大器组成示意图；
图8是本发明又一实施例提供的一种射频功率放大器组成示意图；
图9是本发明图8实施例提供的一种射频功率放大器与传统射频功率放大器谐波增益仿真对比示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本发明技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。其只是包含了本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本发明的各种变化获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应该理解的是，虽然第一、第二、第三等用语可使用于本文中用来描述各种元件或组件，但这些元件或组件不应被这些用语所限制。这些用语仅用以区分一个元件或组件与另一元件或组件。因此，下述讨论之第一元件或组件，在不脱离本发明之内容下，可被称为第二元件或第二组件。
图1是传统的一种功率合成器的组成示意图。该功率合成器包括第一输入端P12、第二输入端P13、合成电路14、输出端P11。第一输入端P12和第二输入端P13通过合成电路14与输出端P11连接，进行功率合成。
图2是传统的另一种功率合成器的组成示意图。该功率合成器包括第一输入端P22、第二输入端P23、合成电路24、输出端P21、隔离电阻R21。第一输入端P22和第二输入端P23通过合成电路24与输出端P21连接，进行功率合成。隔离电阻R21连接在第一输入端P22和第二输入端P23之间。
该功率合成器是在图1的功率合成器的基础上增加了一个隔离电阻R21。通过调节隔离电阻R21可以获得更好的隔离度。
传统的以上两种功率合成器都不能对谐波进行较好的抑制，功能单一，集成度比较低。
图3是本发明一实施例提供的一种谐波抑制功率合成器组成示意图。该谐波抑制功率合成器包括第一输入端P32、第二输入端P33、合成电路34、输出端P31、第一带通滤波器、第二带通滤波器。第一输入端P32和第二输入端P33通过合成电路34与输出端P31连接，进行功率合成，第一带通滤波器，一端连接第一输入端P32，另一端连接电源地。第二带通滤波器，一端连接第二输入端P33，另一端连接电源地。
第一带通滤波器包括：第一电容C31、第一电感L31。第一电容C31和第一电感L31串联连接在第一输入端P32和电源地之间。第二带通滤波器包括第二电容C32、第二电感L32，第二电容C32和第二电感L32串联连接在第二输入端P33和电源地之间。
第一带通滤波器、第二带通滤波器谐振在谐波频段。调节所述各带通滤波器的电容和电感的值，使得带通滤波器谐振在需要抑制的谐波频段，可以抑制对应频段的谐波。由于电路对称性的要求，第一带通滤波器和第二带通滤波器需要对称设置，同时谐振在二次谐波或三次谐波频段。
本实施例提供的技术方案，不仅具有功率合成的作用，而且还可以通过调节带通滤波器的电感和电容的大小对不需要的谐波进行抑制，此结构提高了电路的集成度，缩小了电路的面积。
图4是本发明另一实施例提供的一种谐波抑制功率合成器组成示意图。该谐波抑制功率合成器包括第一输入端P42、第二输入端P43、合成电路44、输出端P41、第一带通滤波器、第二带通滤波器、隔离电阻R41。第一输入端P42和第二输入端P43通过合成电路44与输出端P41连接，进行功率合成，第一带通滤波器，一端连接第一输入端P42，另一端连接电源地。第二带通滤波器，一端连接第二输入端P43，另一端连接电源地。隔离电阻R41连接在第一输入端P42和第二输入端P43之间。
第一带通滤波器包括：第一电容C41、第一电感L41。第一电容C41和第一电感L41串联连接在第一输入端P42和电源地之间。第二带通滤波器包括第二电容C42、第二电感L42，第二电容C42和第二电感L42串联连接在第二输入端P43和电源地之间。
第一带通滤波器、第二带通滤波器谐振在谐波频段。调节各电容、电感的值，使得带通滤波器谐振在需要抑制的谐波频段。
本实施例提供的技术方案，不仅具有功率合成的作用，而且还可以通过调节带通滤波器的电感和电容的大小对不需要的谐波进行抑制，还通过调节隔离电阻R21可以获得更好的隔离度。
图5是本发明又一实施例提供的一种谐波抑制功率合成器组成示意图。该谐波抑制功率合成器包括第一输入端P52、第二输入端P53、合成电路54、输出端P51、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第四带通滤波器、隔离电阻R51。第一输入端P52和第二输入端P53通过合成电路54与输出端P41连接，进行功率合成，第一带通滤波器、第三带通滤波器，一端连接第一输入端P52，另一端连接电源地。第二带通滤波器、第四带通滤波器，一端连接第二输入端P53，另一端连接电源地。隔离电阻R51连接在第一输入端P52和第二输入端P53之间。
第一带通滤波器包括：第一电容C51、第一电感L51。第一电容C51和第一电感L51串联连接在第一输入端P52和电源地之间。第二带通滤波器包括第二电容C52、第二电感L52，第二电容C52和第二电感L52串联连接在第二输入端P53和电源地之间。第三带通滤波器包括第三电容C53、第三电感L53，第三电容C53和第三电感L53串联连接在第一输入端P52和电源地之间。第四带通滤波器包括第四电容C54、第四电感L54，所述第四电容C54和第四电感L54串联连接在第二输入端P52和电源地之间。
第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第四带通滤波器谐振在谐波频段。调节各电容、电感的值，使得带通滤波器谐振在需要抑制的谐波频段。由于电路对称性的要求，第一带通滤波器和第二带通滤波器需要对称设置，同时谐振在二次谐波或三次谐波频段。第三带通滤波器和第四带通滤波器需要对称设置，同时谐振在二次谐波或三次谐波频段。
图6是本发明一实施例提供的一种射频功率放大器组成示意图。该射频功率放大器3包括图3实施例提供的谐波抑制功率合成器。
图7是本发明另一实施例提供的一种射频功率放大器组成示意图。射频功率放大器4包括图4实施例提供的谐波抑制功率合成器。
图8是本发明又一实施例提供的一种射频功率放大器组成示意图。射频功率放大器5包括图5实施例提供的谐波抑制功率合成器。
图9是本发明图8实施例提供的一种射频功率放大器与传统射频功率放大器谐波增益仿真对比示意图。
从仿真结果可以看出，如图9所示，采用本发明的谐波抑制功率合成器的射频功率放大器，谐波增益曲线为91，一般射频功率放大器采用一般传统功率合成器，谐波增益曲线为92，相比而言，在10GHz到16GHz的二次谐波和三次谐波频段，91的谐波增益具有明显的降低。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
Claims (10)
1.一种谐波抑制功率合成器，包括第一输入端、第二输入端、合成电路、输出端，所述第一输入端和所述第二输入端通过所述合成电路与所述输出端连接，进行功率合成，其特征在于，还包括：
第一带通滤波器，一端连接所述第一输入端，另一端连接电源地；
第二带通滤波器，一端连接所述第二输入端，另一端连接所述电源地。
2.根据权利要求1所述具有谐波抑制功能的的功率合成器，其特征在于，
所述第一带通滤波器包括：第一电容、第一电感，所述第一电容和第一电感串联连接在所述第一输入端和所述电源地之间；
所述第二带通滤波器包括第二电容、第二电感，所述第二电容和第二电感串联连接在所述第二输入端和所述电源地之间。
3.根据权利要求1所述具有谐波抑制功能的的功率合成器，其特征在于，所述第一带通滤波器、所述第二带通滤波器谐振在谐波频段。
4.根据权利要求1所述具有谐波抑制功能的的功率合成器，其特征在于，还包括：
隔离电阻，连接在所述第一输入端和所述第二输入端之间。
5.根据权利要求1所述具有谐波抑制功能的的功率合成器，其特征在于，调整所述隔离电阻可以调整所述具有谐波抑制功能的功率合成器的隔离度。
6.根据权利要求1或4所述具有谐波抑制功能的的功率合成器，其特征在于，还包括：
第三带通滤波器，一端连接所述第一输入端，另一端连接电源地；
第四带通滤波器，一端连接所述第二输入端，另一端连接所述电源地。
7.根据权利要求6所述具有谐波抑制功能的的功率合成器，其特征在于，
所述第三带通滤波器包括：第三电容、第三电感，所述第三电容和第三电感串联连接在所述第一输入端和所述电源地之间；
所述第四带通滤波器包括第四电容、第四电感，所述第四电容和第四电感串联连接在所述第二输入端和所述电源地之间。
8.根据权利要求7所述具有谐波抑制功能的的功率合成器，其特征在于，所述第三带通滤波器、所述第四带通滤波器谐振在谐波频段。
9.根据权利要求8所述具有谐波抑制功能的的功率合成器，其特征在于，调节所述各带通滤波器的电容和电感的大小，可以抑制对应频段的谐波。
10.一种射频功率放大器，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的谐波抑制功率合成器。
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