CN111527693A - 谐波处理电路和放大电路 - Google Patents

Abstract

一种谐波处理电路(33)，其包括：第一馈电线路(31)，该第一馈电线路是从信号线路分支出的，所述信号线路被配置成传输要输入到放大器(4)或从放大器(4)输出的信号；以及第一设置单元(32)，该第一设置单元被连接到第一馈电线路(31)并且被配置成将信号线路中的阻抗设置为信号的谐波。所述第一设置单元(32)的至少一部分由集总电路构成。

Description

谐波处理电路和放大电路

技术领域

本发明涉及谐波处理电路和放大电路。

本申请要求2017年12月28日提交的日本专利申请No.2017-254355的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

照惯例，为了执行用于改善放大器的功率效率的谐波处理，通常在信号线路上设置将谐波阻抗调整为适当值的开路短截线(open stub)(例如，参考专利文献1)。

引文清单

[专利文献]

专利文献1：日本特开专利申请No.2011-66839

发明内容

根据一个实施例的谐波处理电路包括：分支线路，该分支线路是从信号线路分支出的，所述信号线路被配置成传输要输入到放大器或从放大器输出的信号；和设置单元，其与分支线路连接，并且被配置成将信号线路中的阻抗设置为信号的谐波。设置单元的至少一部分由集总电路构成。

附图说明

图1是示出根据实施例的Doherty放大电路的配置的框图。

图2是Doherty放大电路的平面图。

图3是示出第一谐波处理电路的配置的框图。

图4是示出根据示例的响应于放大电路中的信号的频率变化的负载阻抗的史密斯图。

图5是示出设置在栅极端子侧上的谐波处理电路的配置的框图。

具体实施方式

[本公开要解决的问题]

基于要处理的信号的波长来确定用于执行谐波处理的电路的上述开路短截线的大小。即，需要为开路短截线确保一定的尺寸，并且因此，其小型化是困难的。

鉴于上述情况已经做出本公开，并且本公开的目的是提供可以被小型化的谐波处理电路和放大电路。

[本公开的有益效果]

根据本公开，实现谐波处理电路的小型化。

首先，列出并描述实施例的内容。

[实施例的概述]

(1)根据一个实施例的谐波处理电路包括：分支线路，该分支线路是从信号线路分支出的，该信号线路被配置成传输要输入到放大器或从放大器输出的信号；和设置单元，该设置单元被连接到分支线路，并且被配置成将信号线路中的阻抗设置为信号的谐波。设置单元的至少一部分由集总电路构成。

根据上述配置的谐波处理电路，因为通过集总电路来构成用于设置谐波阻抗的设置单元的至少一部分，所以与使用开路短截线执行谐波处理的情况相比，能够减小设置单元的尺寸。因此，可以实现整个电路的小型化。

(2)在上述谐波处理电路中，分支线路优选是用于放大器的馈电线路。

在这种情况下，通过使用现有的馈电线路作为分支线路，可以在没有添加新的线路的情况下提供设置单元。

因此，即使将谐波处理电路提供给具有放大器的电路，由于提供谐波处理电路，也抑制了电路尺寸的增加。

(3)在上述谐波处理电路中，设置单元被优选地设置使得分支线路相对于信号的基频是开路的。

在这种情况下，抑制了设置单元对基频产生的不利影响。

(4)在上述谐波处理电路中，放大器与另一放大器一起被优选地容纳在单个封装中。

在这种情况下，因为连接到放大器的信号线路和另一个放大器的信号线路彼此相邻排列，所以信号线路周围的空间受到限制。即使在这种情况下，因为谐波处理电路可以实现其整体的小型化，所以即使当信号线路周围的空间被限制的情况下也可以实现适当的排列。

(5)在上述谐波处理电路中，设置单元包括并联连接的多个电容元件。在多个电容元件中的被连接在与用于向馈电线路施加电压的电压源相邻的位置中的电容元件的电容是相对于信号的基频引起短路的电容。

在这种情况下，防止了高频信号泄漏到馈电线路的电压源侧。

(6)在上述谐波处理电路中，优选地，设置单元包括：第一电感元件，该第一电感元件被连接到分支线路；第二电感元件，该第二电感元件连接在第一电感元件和用于向馈电线路施加电压的电压源之间；第一电容元件，该第一电容元件的一端连接到第一电感元件和第二电感元件之间的连接点；以及第二电容元件，该第二电容元件的一端连接到第二电感元件和电压源之间的连接点。优选地，第二电感元件的电感是大于第一电感元件的电感的值，并且第二电容元件的电容是大于第一电容元件的电容的值。

在这种情况下，可以适当地设置相应元件的值。

(7)根据另一个实施例的放大电路，包括：放大器；和信号线路，该信号线路被配置成传输要输入到放大器或从放大器输出的信号；根据上述(1)至(6)中的任意一项所述的谐波处理电路。

[实施方式的细节]

在下文中，将参考附图描述优选实施例。

应当注意，以下描述的实施例的至少一些部分可以根据需要组合在一起。

[Doherty放大电路的配置]

图1是示出根据实施例的Doherty放大电路的配置的框图。

Doherty放大电路1安装在移动通信系统中的诸如基站装置的无线通信装置上，并且放大具有射频的发送信号(RF信号)。

Doherty放大电路1放大提供给输入端子2的RF信号(输入信号)，并从输出端子3输出结果信号。

如图1中所示，Doherty放大电路1包括：载波放大器4；峰值放大器5，其与载波放大器4并联连接；分配器6；组合器7，组合来自载波放大器4和峰值放大器5的输出；载波侧输入匹配电路8；峰值侧输入匹配电路9；载波侧输出匹配电路10；以及峰值侧输出匹配电路11。

分配器6连接到输入端子2之后的级，并且将从输入端子2提供的RF信号分配给载波放大器4和峰值放大器5。

来自于分配器6的输出经由载波侧输入匹配电路8提供给载波放大器4，并经由峰值侧输入匹配电路9提供给峰值放大器5。

载波侧输入匹配电路8相对于分配器6侧与载波放大器4侧之间的基频执行阻抗匹配。峰值侧输入匹配电路9相对于分配器6侧与峰值放大器5侧之间的基频执行阻抗匹配。

载波放大器4是用于不断放大向其提供的输入信号的放大器。另一方面，峰值放大器5是用于在输入信号的功率等于或高于预定值时放大输入信号的放大器。例如，载波放大器4和峰值放大器5中的每一个是使用氮化镓(GaN)的高电子迁移率晶体管(HEMT)。

载波放大器4和峰值放大器5被安装在集成电路上，并被容纳在封装20中。

来自于载波放大器4的输出经由载波侧输出匹配电路10提供给组合器7。

来自于峰值放大器5的输出经由峰值侧输出匹配电路11提供给组合器7。

载波侧输出匹配电路10相对于载波放大器4侧与组合器7侧之间的基频执行阻抗匹配。峰值侧输出匹配电路11相对于峰值放大器5侧与组合器7侧之间的基频执行阻抗匹配。

组合器7将来自于载波放大器4的输出和来自于峰值放大器5的输出进行组合。组合器7将组合的输出作为输出信号提供给输出端子3。

输出端子3输出从组合器7提供的输出信号。

图2是Doherty放大电路1的平面图。

如图2中所示，容纳放大器4和5、输入和输出端子2和3、分配器6、组合器7以及匹配电路8、9、10和11的封装20安装在电路板25上。

布置在电路板25外部的第一漏极电源30、第二漏极电源40、第一栅极电源60和第二栅极电源70连接到Doherty放大电路1。

第一漏极电源30是用于供应要施加到载波放大器4的漏极电压的电源，并且经由第一馈电线路31连接到载波放大器4的漏极端子。

第二漏极电源40是用于供应要施加到峰值放大器5的漏极电压的电源，并且经由第二馈电线路41连接到峰值放大器5的漏极端子。

第一栅极电源60是用于供应要施加到载波放大器4的栅极电压的电源，并且经由第三馈电线路61连接到载波放大器4的栅极端子。

第二栅极电源70是用于供应要施加到峰值放大器5的栅极电压的电源，并且经由第四馈电线路71连接到峰值放大器5的栅极端子。

第一设置单元32被连接到第一馈电线路31。第一设置单元32对来自载波放大器4的输出执行谐波处理，以将其提供给载波侧输出匹配电路10。

第二设置单元42被连接到第二馈电线路41。第二设置单元42对来自峰值放大器5的输出执行谐波处理，以将其提供给峰值侧输出匹配电路11。

第一设置单元32和第二设置单元42分别执行用于将载波侧输出匹配电路10和峰值侧输出匹配电路11中的信号的谐波阻抗调整为适当值的处理(谐波处理)。

第一馈电线路31和连接到第一馈电线路31的第一设置单元32形成第一谐波处理电路33。

第二馈电线路41和连接到第二馈电线路41的第二设置单元42形成第二谐波处理电路43。

图3是示出第一谐波处理电路33的配置的框图。第二谐波处理电路43具有与第一谐波处理电路33相同的配置。因此，在下文中将仅描述第一谐波处理电路33。

如图3中所示，第一谐波处理电路33被配置成包括第一电感元件34、第二电感元件35、第一电容元件36和第二电容元件37。

这些元件34、35、36和37是集总元件，并且第一谐波处理电路33被配置成集总电路。

第一电感元件34和第二电感元件35连接到第一馈电线路31。

第一电容元件36的一端连接到第一电感元件34和第二电感元件35之间的连接点38，而其另一端被接地。

第二电容元件37的一端连接到第二电感元件35与第一漏极电源30之间的连接点39，而其另一端被接地。因此，第一电容元件36和第二电容元件37被并联连接。

因此，第一谐波处理电路33被配置成包括由第一电感元件34和第一电容元件36组成的第一LC电路51，和由第二电感元件35和第二电容元件37组成的第二LC电路52。即，第一谐波处理电路33通过连接两级LC电路而构成。

根据本实施例的第一谐波处理电路33，因为用于设置谐波阻抗的第一设置单元32(第二设置单元42)的至少一部分由集总电路构成，例如，与前述传统技术中使用开路短截线执行谐波处理的情况相比，第一设置单元32(第二设置单元42)的尺寸可以减小，从而实现整个电路的小型化。

在本实施例中，第一设置单元32(第二设置单元42)被设置在第一馈电线路31(第二馈电线路41)上，以第一馈电线路31(第二馈电线路41)作为分支线路，该分支线路是从作为信号线路的载波侧输出匹配电路10(峰值侧输出匹配电路11)分支的。

在这种情况下，因为将现有的第一馈电线路31(第二馈电线路41)用作分支线路，所以在没有添加新的线路的情况下可以设置第一设置单元32(第二设置单元42)。

因此，即使在包括放大器4和5的Doherty放大电路1设置有谐波处理电路时，由于谐波处理电路，也抑制了Doherty放大电路1尺寸的增加。

在本实施例中，第一设置单元32(第二设置单元42)被设置使得第一馈电线路31(第二馈电线路41)相对于载波侧输出匹配电路10(峰值侧输出匹配电路11)中的信号的基频是开路的。

在这种情况下，抑制了第一设置单元32(第二设置单元42)对基频产生的不利影响。

在本实施例中，第一设置单元32包括并联连接的多个(两个)电容元件36和37。在这些电容元件36和37中，连接在与第一漏极电源30相邻的位置中的第二电容元件37被设置为相对于载波侧输出匹配电路10中的信号的基频引起短路的电容。

因此，防止了高频信号泄漏到馈电线路的电压源侧。

在本实施例中，将第二电感元件35的电感设置为大于第一电感元件34的电感的值，并且将第二电容元件37的电容设置为大于第一电感元件36的电容的值。

通过满足上述关系的设置，可以在满足第二电容元件37的电容和其他条件的同时适当地设置相应元件的值。

存在第一电容元件36的电容被设置为非常小的值的情况。因此，第一电容元件36不需要连接在第一电感元件34和第二电感元件35之间。

在本实施例中，因为载波放大器4和峰值放大器5两者都被容纳在单个封装20中，所以载波侧输出匹配电路10和峰值侧输出匹配电路11彼此相邻地排列(图2)，从而限制匹配电路10和11周围的空间。即使在这种情况下，因为本实施例的第一谐波处理电路33可以实现其整体的小型化，所以即使当匹配电路10和11周围的空间受到限制时，也可以实现适当的排列。

[示例]

在下文中，将描述谐波处理电路的示例。

作为示例，假设放大电路，该放大电路包括放大具有2.6GHz的频率的RF信号的放大器，以及提供给此放大器的馈电线路的谐波处理电路。获得此放大电路的负载阻抗。

根据该示例的谐波处理电路具有与图3中所示的第一谐波处理电路33相同的配置。即，谐波处理电路包括第一电感元件34、第二电感元件35、第一电容元件36和第二电容元件37，因此连接两级LC电路。

设置此谐波处理电路以对频率为2.6GHz的双波执行谐波处理。更具体地，相应元件的值被设置使得双波的相位(频率：5.2GHz)约为85度。注意，第二电容元件被设置为相对于基频引起短路的电容。

在此示例中相应元件的设定值的示例如下。

第一电感元件：2.2nH

第二电感元件：3.3nH

第一电容元件：0.5pF

第二电容元件：10pF

在这种情况下，通过使用计算机进行模拟获得放大器的负载阻抗。

图4是示出在根据示例的放大电路中响应于信号中的频率变化的负载阻抗的史密斯图。

在图4中，标记m1指示在频率为2.6GHz处的负载阻抗。标记m3指示在频率为5.2GHz处的负载阻抗。

标记m1的负载阻抗的量级为0.978，并且相位为2.433，并且基本上是开放的。

标记m3的负载阻抗的量级为0.943，并且相位为84.285，允许几乎按预期执行谐波处理。

[其他]

注意，本文公开的实施例在所有方面仅是示例性的，并且不应被认为是限制性的。

例如，尽管在以上实施例中已经描述Doherty放大电路1，但是该实施例也可应用于使用容纳单个放大器的封装的放大电路。

在上述实施例中，通过连接两级LC电路来配置第一设置单元32。然而，可以连接更多级，诸如三级或四级LC电路。例如，连接的两级LC电路能够进行高达二阶谐波的谐波处理，并且连接的三级LC电路能够进行高达三阶谐波的谐波处理。因此，根据要处理的谐波的阶来设置要连接的LC电路的数量。

在上面的实施例中，第一设置单元32包括分别由集总元件构成的元件34、35、36和37。然而，例如，第一电感元件34和第二电感元件可以与传输线结合使用，或者可以由传输线代替。在这种情况下，第一电感元件34和第二电感元件35中的每个由分布式元件构成，而第一电容元件36和第二电容元件37中的每个由集总元件构成。因此，在这种情况下，第一设置单元32的至少一部分由集总电路构成。

在上述实施例中，第一谐波处理电路33和第二谐波处理电路43分别被提供给连接到载波放大器4的漏极端子的第一馈电线路31和连接到峰值放大器5的漏极端子的第二馈电线路41。然而，如图5中所示，可以将设置单元62提供给第三馈电线路61，用于从第一栅极电源60供应栅极电压，从而提供谐波处理电路63。设置单元62具有与上述实施例的第一设置单元32相同的配置，并且通过连接两级LC电路64和65构成。

上述情况同样适用于第二栅极电源70，并且谐波处理电路可以被提供给第四馈电线路71。

在这种情况下，当通过集总电路构成在载波放大器4和峰值放大器5的信号源侧上设置阻抗的设置单元62时，可以减小设置单元62的尺寸，从而可以实现整个谐波处理电路63的小型化。此外，可以实现整个Doherty放大电路1的小型化。

本发明的范围由权利要求的范围而不是上述含义来限定，并且旨在包括与权利要求的范围等效的含义以及该范围内的所有变型。

参考标志列表

1 Doherty放大电路

2 输入端子

3 输出端子

4 载波放大器

5 峰值放大器

6 分配器

7 组合器

8 载波侧输入匹配电路

9 峰值侧输入匹配电路

10 载波侧输出匹配电路

11 峰值侧输出匹配电路

20 封装

25 电路板

30 第一漏极电源

31 第一馈电线路

32 第一设置单元

33 第一谐波处理电路

34 第一电感元件

35 第二电感元件

36 第一电容元件

37 第二电容元件

38 连接点

39 连接点

40 第二漏极电源

41 第二馈电线路

42 第二设置单元

43 第二谐波处理电路

51 第一LC电路

52 第二LC电路

60 第一栅极电源

61 第三馈电线路

62 设置单元

63 谐波处理电路

64、65 LC电路

70 第二栅极电源

71 第四馈电线路

Claims (7)

1.一种谐波处理电路，其包括：

分支线路，所述分支线路是从信号线路分支出的，所述信号线路被配置成传输要被输入到放大器的或要被从所述放大器输出的信号；以及

设置单元，所述设置单元被连接到所述分支线路，并且所述设置单元被配置成将所述信号线路中的阻抗设置为所述信号的谐波，

其中，

所述设置单元的至少一部分由集总电路构成。

2.根据权利要求1所述的谐波处理电路，其中，

所述分支线路是用于所述放大器的馈电线路。

3.根据权利要求1或2所述的谐波处理电路，其中，

所述设置单元被设置成使得所述分支线路相对于所述信号的基频是开路的。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的谐波处理电路，其中，

所述放大器与另一放大器一起被容纳在单个封装中。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的谐波处理电路，其中，

所述设置单元包括并联连接的多个电容元件，以及

在所述多个电容元件中的、被连接在与用于向所述馈电线路施加电压的电压源相邻的位置中的电容元件的电容是相对于所述信号的所述基频而引起短路的电容。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的谐波处理电路，其中，所述设置单元包括：

第一电感元件，所述第一电感元件被连接到所述分支线路；

第二电感元件，所述第二电感元件被连接在所述第一电感元件和用于向所述馈电线路施加电压的所述电压源之间；

第一电容元件，所述第一电容元件的一端被连接到所述第一电感元件和所述第二电感元件之间的连接点；以及

第二电容元件，所述第二电容元件的一端被连接到所述第二电感元件和所述电压源之间的连接点，

其中，

所述第二电感元件的电感是大于所述第一电感元件的电感的值，以及

所述第二电容元件的电容是大于所述第一电容元件的电容的值。

7.一种放大电路，其包括：

放大器；

信号线路，所述信号线路被配置成传输要被输入到所述放大器的或要被从所述放大器输出的信号；以及

根据权利要求1至6中的任意一项的所述谐波处理电路。

Images