CN114362772B - 谐波抑制电路及射频ate测试机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种谐波抑制电路及射频ATE测试机，所述谐波抑制电路包括：输入开关、输出开关以及位于输入开关与输出开关之间的多个并联连接的谐波抑制子电路，每个谐波抑制子电路包括串联连接的相位调节模块和低通滤波器；输入开关根据输入基频信号对相应的其中一个谐波抑制子电路进行导通；相位调节模块通过调节射频通路长度来调节不同频率信号的相位，使电路中不同元器件对最后产生的谐波有相反的相位而进行相互抵消；低通滤波器对不同基频信号的谐波进行抑制；输出开关根据基频信号对相应的所述谐波抑制子电路进行导通。本发明通过对功放与滤波器分离设计，实现方式简单、快速，降低了设计复杂度及设计成本，且不会影响功放和滤波器的性能。

Description

谐波抑制电路及射频ATE测试机

技术领域

本发明涉及通讯技术制造领域，特别涉及一种谐波抑制电路及射频ATE测试机。

背景技术

射频功率放大器输出信号往往有丰富的谐波信号，这些谐波信号需要采用低通滤波器滤除，宽带射频功率放大器的输出信号需要分段滤波器进行滤除，而功放与滤波器之间的电路会影响匹配效果，因此需要根据不同电路对功放和滤波器的电路进行调节。

然而，对功放和滤波器的电路进行调节，会影响功放的性能，例如：功率能力、增益、效率等，或者调节滤波器会影响滤波器的带内外性能，而且滤波器元器件较多，会增加调试难度。所以往往功放和滤波器的设计需要统一设计，从而不具有灵活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐波抑制电路及射频ATE测试机，实现方式简单、快速，并且不会影响功放和滤波器性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种谐波抑制电路，包括：输入开关、输出开关以及位于所述输入开关与所述输出开关之间的多个并联连接的谐波抑制子电路，每个所述谐波抑制子电路包括串联连接的相位调节模块和低通滤波器；其中，

所述输入开关根据输入基频信号对相应的其中一个所述谐波抑制子电路进行导通；

所述相位调节模块通过调节射频通路长度来调节不同频率信号的相位，使电路中不同元器件对最后产生的谐波有相反的相位而进行相互抵消；

所述低通滤波器对不同基频信号的谐波进行抑制；

所述输出开关根据基频信号对相应的所述谐波抑制子电路进行导通。

可选的，每个所述谐波抑制子电路还包括隔离开关，所述隔离开关对不同的所述谐波抑制子电路起到隔离作用。

可选的，所述隔离开关位于所述相位调节模块与所述低通滤波器之间。

可选的，所述谐波抑制电路包括四个并联连接的所述谐波抑制子电路。

可选的，不同的所述谐波抑制子电路中的所述低通滤波器的频段不同。

可选的，所述相位调节模块保持基波信号不变。

可选的，所述相位调节模块调节相位的公式包含：

αcos（2W+θ）=A₁ cos（2W+θ₁）+A₂ cos（2W+θ₂）+……+ A_n cos（2W+θ_n）,

其中，W代表基波的频率，2W代表二次谐波，A1、A2、……、An代表以不同方式产生该次谐波的幅度，θ代表谐波的相位，n代表产生该次谐波的途径数，α是合成后的基波的幅度；

所述相位调节模块调节相位的目标是使α绝对值降到最小。

相应的，本发明还提供一种射频ATE测试机，所述射频ATE测试机包括：发射链路、谐波抑制电路与接收链路，其中，所述谐波抑制电路为如上所述的谐波抑制电路。

可选的，在所述接收链路与所述谐波抑制电路之间设置有待测设备或直通件。

可选的，所述相位调节模块调节相位的步骤包括：

步骤1：所述相位调节模块调节所述射频通路的长度变长；

步骤2：所述接收链路监控谐波是否变好；

步骤3：若是，则所述相位调节模块调节所述射频通路的长度继续变长，执行步骤1；

若否，则执行步骤4；

步骤4：所述相位调节模块调节所述射频通路的长度变短；

步骤5：所述接收链路监控谐波是否变好；

步骤6：若是，则所述相位调节模块调节所述射频通路的长度继续变短，执行步骤4；

若否，则所述相位调节模块调节所述射频通路的长度至步骤4中的长度，并结束调节。

本发明提供的谐波抑制电路及射频ATE测试机中，在输入开关与输出开关之间设置多个并联连接的谐波抑制子电路，每个所述谐波抑制子电路包括串联连接的相位调节模块和低通滤波器，所述输入开关根据输入基频信号对相应的其中一个所述谐波抑制子电路进行导通，所述相位调节模块通过调节射频通路长度来调节不同频率信号的相位，使电路中不同元器件对最后产生的谐波有相反的相位而进行相互抵消，所述低通滤波器对不同基频信号的谐波进行抑制，所述输出开关根据基频信号对相应的所述谐波抑制子电路进行导通。本发明通过对功放与滤波器分离设计，其实现方式简单、快速，降低了设计复杂度以及设计成本，并且不会影响功放和滤波器的性能，在不固定连接功放和滤波器的设计中，有很大的便捷性，同时对于射频线缆长度不固定的使用场合提供了很高的调试性。

进一步的，在所述相位调节模块与所述低通滤波器之间设置有隔离开关，实现了不同谐波抑制子电路之间的良好的隔离作用，以弥补所述输入开关和所述输出开关整体的隔离度不足的问题，提高了系统的整体性能。

附图说明

本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。

图1是本发明一实施例提供的谐波抑制电路的结构示意图。

图2是本发明一实施例提供的收发测试系统的结构示意图。

图3是本发明一实施例提供的相位调节模块调节相位的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，除非内容另外明确指出外。

图1是本发明一实施例提供的谐波抑制电路的结构示意图。如图1所示，所述谐波抑制电路10包括：输入开关SWi、输出开关SWo以及位于所述输入开关SWi与所述输出开关SWo之间的多个并联连接的谐波抑制子电路，每个所述谐波抑制子电路包括串联连接的相位调节模块和低通滤波器；其中，

所述输入开关SWi根据输入基频信号对相应的其中一个所述谐波抑制子电路进行导通；

所述相位调节模块通过调节射频通路长度来调节不同频率信号的相位，使电路中不同元器件对最后产生的谐波有相反的相位而进行相互抵消；

所述低通滤波器对不同基频信号的谐波进行抑制；

所述输出开关SWo根据基频信号对相应的所述谐波抑制子电路进行导通。

本实施例中，每个所述谐波抑制子电路还包括隔离开关，所述隔离开关对不同的所述谐波抑制子电路起到隔离作用，实现不同谐波抑制子电路之间的良好的隔离作用，以弥补所述输入开关SWi和所述输出开关SWo整体的隔离度不足的问题，提高了系统的整体性能。

优选的，所述隔离开关位于所述相位调节模块与所述低通滤波器之间。所述相位调节模块与所述输入开关SWi相连接，所述低通滤波器与所述输出开关SWo相连接。

本实施例中，所述谐波抑制电路包括四个并联连接的所述谐波抑制子电路。每个谐波抑制子电路均包括相位调节模块、隔离开关以及低通滤波器。具体的，请参考图1所述，第一谐波抑制子电路包括相位调节模块1、隔离开关SW1与低通滤波器LPF1，所述第二谐波抑制子电路包括相位调节模块2、隔离开关SW2与低通滤波器LPF2，所述第三谐波抑制子电路包括相位调节模块3、隔离开关SW3与低通滤波器LPF3，所述第四谐波抑制子电路包括相位调节模块4、隔离开关SW4与低通滤波器LPF4。所述输入开关SWi连接至所述相位调节模块1、所述相位调节模块2、所述相位调节模块3以及所述相位调节模块4，所述低通滤波器LPF1、所述低通滤波器LPF2、所述低通滤波器LPF3以及所述低通滤波器LPF4连接至所述输出开关SWo。不同的所述谐波抑制子电路中的所述低通滤波器的频段不同，以起到对不同基频信号的谐波抑制功能。在其他实施例中，并联连接的所述谐波抑制子电路的数量可以不同，例如可以为五个或六个，其具体数量可以根据实际需求来确定，本发明对此不作限定。

输入信号RFin输入所述输入开关SWi，所述输入开关SWi根据输入基频信号对相应的其中一个所述谐波抑制子电路进行导通（例如所述第一谐波抑制子电路导通），信号进入对应的所述谐波抑制子电路中的所述相位调节模块。所述相位调节模块通过调节射频通路长度来调节不同频率信号的相位，使电路中不同元器件对最后产生的谐波有相反的相位而进行相互抵消；所述电路中不同元器件指的是与所述谐波抑制电路连接的所有电路（收发测试系统）中的元器件；基频信号不会在电路中产生，从而对基波信号不会产生影响，实现基波信号不变。所述相位调节模块连接所述隔离开关，所述隔离开关起到对不同通路（即不同的所述谐波抑制子电路）间的隔离作用，以弥补所述输入开关SWi和所述输出开关SWo整体的隔离度不足的问题，提高了系统的整体性能。所述隔离开关连接所述低通滤波器，不同所述谐波抑制子电路中的所述低通滤波器的频段不同，起到对不同基频信号的谐波抑制功能，经过所述低通滤波器后的信号由所述输出开关SWo根据基频信号对相应的所述谐波抑制子电路进行导通，其输出信号RFout进入下一级电路。

本实施例中，所述相位调节模块调节相位的公式包含：

αcos（2W+θ）=A₁ cos（2W+θ₁）+A₂ cos（2W+θ₂）+……+ A_n cos（2W+θ_n）,

其中，W代表基波的频率，2W代表二次谐波，A1、A2、……、An代表以不同方式产生该次谐波的幅度，θ代表谐波的相位，n代表产生该次谐波的途径数，α代表合成后的基波的幅度；

所述相位调节模块调节相位的目标是使α绝对值降到最小。

上述公式以二次谐波为例进行说明，等号左边等效整体二次谐波的结果，其幅值为可知的范围[-（A₁+ A₂+……+ A_n），+（A₁+ A₂+……+ A_n）]，其值取决于等号右边信号的相位关系，通过调整其中任意信号的相位可改变其值，理想情况下调整到值为0，而一般的，可以进行降低，也即提高了谐波抑制能力。其他次谐波类似。

所述谐波抑制电路设置于宽带射频功率放大器后级，实现对所述宽带射频功率放大器的谐波抑制作用。本发明所述的谐波抑制电路与所述宽带射频功率放大器分离设计，根据不同的功放与不同的谐波抑制子电路连接，其实现方式简单、快速，降低了设计复杂度以及设计成本，并且不会影响功放和滤波器的性能，在不固定连接功放和滤波器的设计中，有很大的便捷性，同时对于射频线缆长度不固定的使用场合提供了很高的调试性。

现有技术中，一个完整的收发测试系统，不可避免的存在收发干扰，干扰的基波信号会激励出谐波信号，干扰的基波信号也会直接作用于接收链路上。发射的激励信号经DUT&THRU（待测设备&直通件）后进入接收链路，也会在接收链路中激励出谐波信号。PA（功率放大器）有丰富的谐波信号，而滤波器的抑制频带有限，高频信号也会在接收链路上产生交调而产生低频次的谐波信号。所以接收链路的最终谐波抑制能力一方面体现在LPF滤波器上，另一方面以上谐波信号的矢量叠加也会对整体性能产生作用，从而最终会导致谐波抑制能力变差。

针对上述问题，本发明还提供一种射频ATE测试机，所述射频ATE测试机包括发射链路、谐波抑制电路与接收链路，其中，所述谐波抑制电路为如上所述的谐波抑制电路。

图2是本发明一实施例提供的收发测试系统的结构示意图。如图2所示，所述收发测试系统100包含射频ATE测试机20与DUT&THRU30（待测设备&直通件），所述射频ATE测试机20包含发射链路21、谐波抑制电路10与接收链路22，所述DUT&THRU30位于所述谐波抑制电路10与接收链路22之间。其中，所述发射链路21还包含功率放大器（PA），所述接收链路22还包含大功率衰减器（ATT）。

图3是本发明一实施例提供的相位调节模块调节相位的流程图。如图3所示，所述相位调节模块调节相位的步骤包括：

步骤1：开始调节，所述相位调节模块调节所述射频通路的长度变长；

步骤2：所述接收链路监控谐波是否变好；谐波是否变好是指与所述射频通路的长度变长之前相比，谐波是否被抑制。

步骤3：若是，则所述相位调节模块调节所述射频通路的长度继续变长，执行步骤1；如图3所示，若是，则回到步骤1，所述相位调节模块调节所述射频通路的长度变长，之后继续步骤2。

若否，则执行步骤4；

步骤4：所述相位调节模块调节所述射频通路的长度变短；

步骤5：所述接收链路监控谐波是否变好；

步骤6：若是，则所述相位调节模块调节所述射频通路的长度继续变短，执行步骤4；

若否，则所述相位调节模块调节所述射频通路的长度至步骤4中的长度，并结束调节。

经过调节本发明中的所述相位调节模块，能够改变以上所述收发测试系统中基波相位，以及直通过的谐波相位，经过调试从而使得所有谐波信号的矢量和为0，或者至少可以降低所有谐波信号的矢量和。经过实测，不同的所述相位调整模块最差的谐波抑制能力为70dBc，最好的谐波抑制能力为110 dBc。

在图2所示的收发测试系统100中，首先，在所述输出开关SWo与所述接收链路22之间设置直通件THRU；接着，按照图3所示的步骤，所述相位调节模块对相位进行调节，完成所述射频ATE测试机20的调试校准；最后，在所述输出开关SWo与所述接收链路22之间设置待测设备DUT，对所述待测设备DUT进行测试。

本发明提供的射频ATE测试机中，功率放大器与滤波器分离设计，其实现方式简单、快速，降低了设计复杂度以及设计成本，并且不会影响功放和滤波器的性能，在不固定连接功放和滤波器的设计中，有很大的便捷性，同时对于射频线缆长度不固定的使用场合提供了很高的调试性。

综上所述，本发明提供的谐波抑制电路及射频ATE测试机中，在输入开关与输出开关之间设置多个并联连接的谐波抑制子电路，每个所述谐波抑制子电路包括串联连接的相位调节模块和低通滤波器，所述输入开关根据输入基频信号对相应的其中一个所述谐波抑制子电路进行导通，所述相位调节模块通过调节射频通路长度来调节不同频率信号的相位，使电路中不同元器件对最后产生的谐波有相反的相位而进行相互抵消，所述低通滤波器对不同基频信号的谐波进行抑制，所述输出开关根据基频信号对相应的所述谐波抑制子电路进行导通。本发明通过对功放与滤波器分离设计，其实现方式简单、快速，降低了设计复杂度以及设计成本，并且不会影响功放和滤波器的性能，在不固定连接功放和滤波器的设计中，有很大的便捷性，同时对于射频线缆长度不固定的使用场合提供了很高的调试性。

进一步的，在所述相位调节模块与所述低通滤波器之间设置有隔离开关，实现了不同谐波抑制子电路之间的良好的隔离作用，以弥补所述输入开关和所述输出开关整体的隔离度不足的问题，提高了系统的整体性能。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种谐波抑制电路，其特征在于，包括：输入开关、输出开关以及位于所述输入开关与所述输出开关之间的多个并联连接的谐波抑制子电路，每个所述谐波抑制子电路包括串联连接的相位调节模块和低通滤波器；其中，

所述输入开关根据输入基频信号对相应的其中一个所述谐波抑制子电路进行导通；

所述相位调节模块通过调节射频通路长度来调节不同频率信号的相位，使电路中不同元器件对最后产生的谐波有相反的相位而进行相互抵消；

所述低通滤波器对不同基频信号的谐波进行抑制；

所述输出开关根据基频信号对相应的所述谐波抑制子电路进行导通。

2.如权利要求1所述的谐波抑制电路，其特征在于，每个所述谐波抑制子电路还包括隔离开关，所述隔离开关对不同的所述谐波抑制子电路起到隔离作用。

3.如权利要求2所述的谐波抑制电路，其特征在于，所述隔离开关位于所述相位调节模块与所述低通滤波器之间。

4.如权利要求1所述的谐波抑制电路，其特征在于，所述谐波抑制电路包括四个并联连接的所述谐波抑制子电路。

5.如权利要求1所述的谐波抑制电路，其特征在于，不同的所述谐波抑制子电路中的所述低通滤波器的频段不同。

6.如权利要求1所述的谐波抑制电路，其特征在于，所述相位调节模块保持基波信号不变。

7.如权利要求1所述的谐波抑制电路，其特征在于，所述相位调节模块调节相位的公式包含：

αcos（2W+θ）=A₁ cos（2W+θ₁）+A₂ cos（2W+θ₂）+……+ A_n cos（2W+θ_n）,

其中，W代表基波的频率，2W代表二次谐波，A1、A2、……、An代表以不同方式产生该次谐波的幅度，θ代表谐波的相位，n代表产生该次谐波的途径数，α是合成后的基波的幅度；

所述相位调节模块调节相位的目标是使α绝对值降到最小。

8.一种射频ATE测试机，其特征在于，包括：发射链路、谐波抑制电路与接收链路，其中，所述谐波抑制电路为如权利要求1~7中任一项所述的谐波抑制电路。

9.如权利要求8所述的射频ATE测试机，其特征在于，在所述接收链路与所述谐波抑制电路之间设置有待测设备或直通件。

10.如权利要求8所述的射频ATE测试机，其特征在于，所述相位调节模块调节相位的步骤包括：

步骤1：所述相位调节模块调节所述射频通路的长度变长；

步骤2：所述接收链路监控谐波是否变好；

步骤3：若是，则所述相位调节模块调节所述射频通路的长度继续变长，执行步骤1；

若否，则执行步骤4；

步骤4：所述相位调节模块调节所述射频通路的长度变短；

步骤5：所述接收链路监控谐波是否变好；

步骤6：若是，则所述相位调节模块调节所述射频通路的长度继续变短，执行步骤4；

若否，则所述相位调节模块调节所述射频通路的长度至步骤4中的长度，并结束调节。

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