具有输入端口和输出端口的准差分放大器。放大器具有移相器网络，该移相器网络具有连接到输入端口的第一端口并具有第二端口和第三端口的。第一放大器具有连接到移相器网络的第二端口的输入并具有输出，且第二放大器具有连接到移相器网络的第三端口的输入并具有输出。平衡‑不平衡变换器电路包括连接到第一放大器的输出的第一差分端口、连接到第二放大器的输出的第二差分端口并包括单端端口。输出匹配网络连接到平衡‑不平衡变换器电路的单端端口和输出端口。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请涉及2013年11月13日提交的名称为“QUASI-DIFFERENTIALRF POWER AMPLIFIER WITH HIGH LEVEL OF HARMONICSREJECTION(具有高谐波抑制水平的准差分RF功率放大器)”的美国临时申请No.61/903,506并要求其权益，通过引用将其全部公开内容并入本文。
本公开一般涉及射频(RF)电路组件，更具体地，本专利技术涉及具有高谐波抑制水平的准差分RF功率放大器。
技术介绍
RF通信系统一般包括产生通过天线以射频电磁波辐射的信号的发射器和将由对应的远程发射器产生的且由天线检测到的电磁波转换为可用信号的接收器。由于发射器电路缺乏足够的输出功率，发射器通常连接到专用于放大所产生的信号的附加组件，被称为功率放大器。同样地，由于接收器电路通常缺乏足够的接收灵敏度，存在也专用于放大接收信号的附加组件，被称为低噪声放大器。放大器电路/晶体管中的某些限制决定了输出连接到单一负载(天线)的多个晶体管的使用。也有多个天线的信号被单一放大器电路放大的情况。这两种应用涉及功率合成器，并且具有本领域已知的多种形式。一种这样的形式是同相功率合成，其中，相同相位和幅度的多个信号通常在连接到天线前的最后阶段被合成为单一的输出。然而，存在与负载电压驻波比(VSWR)变化被同等地应用到不同的晶体管有关的缺点，因此限制了适用性。具体地说，不同晶体管节点之间高的电压摆动可能变高得不可接受。另一种本领域已知的形式是正交合成。一个变化中，相同的平衡功率放大器连接到输入正交定向耦合器，也以反向连接到输出正交定向耦合器。虽
然，负载VSWR变化对晶体管的可靠性的影响小，但电流消耗是相当高的，而且需要附加的谐波抑制滤波器以使管理的需求通过。这种谐波过滤也是在同相功率合成电路中需要的。另一种方式是异相功率合成，其中，差分信号在输出平衡-不平衡变换器(balun)处被同等地放大和合成。这种技术被理解为放松对电路中的每个晶体管的电压摆动要求。此外，提高了可靠性，并且可以实现足够水平的偶次谐波抑制。然而，现有的异相功率合成电路在电路输出处仍对奇次谐波抑制不足。此外，最佳性能要求差分电路的对称布局或布线连同在适当的半导体或其它层压基板上的制造是必要的。为了达到足够的偶次谐波抑制水平，输入信号的不平衡必须保持在最小的水平。因此，本领域需要克服现有实现方式中的上述限制的改进的异相功率合成形式。还需要具有高的偶次谐波和奇次谐波抑制水平的准差分RF功率放大器。
技术实现思路
本公开指向利用非对称平衡-不平衡变换器电路的异相功率合成。预期具有高的奇次谐波和偶次谐波抑制水平，并且组件值的变化和输入信号的不平衡将对电路性能的影响不大，具体地为关于对负载VSWR变化的鲁棒性。公开的准差分RF功率放大器适用于线性或非线性操作，并连同其他RF收发器/前端电路组件在集成电路中实现。根据本公开的一个实施例，具有平衡-不平衡变换器电路。平衡-不平衡变换器电路可以包括单端端口、第一差分端口和第二差分端口。也可具有第一耦合电感器和第二耦合电感器对。第一耦合电感器可以电连接到第一差分端口和单端端口。第二耦合电感器可以电连接到第二差分端口。平衡-不平衡变换器电路还可以具有电连接到第一耦合电感器和第二耦合电感器的第一电容器。此外，平衡-不平衡变换器电路可以具有电连接到第二耦合电感器的第二电容器。可能有与第二电容器串行电耦合的接地电感器。馈送到第一差分端口和第二差分端口的差分信号可以被转换为从单端端口输出的单一信号。单端端口的公共输出阻抗可以是从第一和第二差分端口的输入阻抗变换的。本公开的另一个实施例指向准差分放大器。放大器可包括输入端口和输
出端口。可以有移相器网络，该移相器网络具有连接到输入端口的第一端口并具有第二端口和第三端口。此外，可以有第一放大器以及第二放大器，第一放大器具有连接到移相器网络的第二端口的输入并具有输出，第二放大器具有连接到移相器网络的第三端口的输入并具有输出。准差分放大器可以包括平衡-不平衡变换器电路，该平衡-不平衡变换器电路具有连接到第一放大器的输出的第一差分端口、连接到第二放大器的输出的第二差分端口并具有单端端口。放大器可以进一步并入可以连接到平衡-不平衡变换器电路的单端端口和输出端口的输出匹配网络。当结合附图阅读时通过参考以下详细的描述将最好地理解平衡-不平衡变换器电路和准差分放大器将。附图说明这里公开的各种实施例的这些和其他特征与优点将通过以下描述和附图更好地理解，附图中：图1A是根据本公开一个实施例的平衡-不平衡变换器电路的示意图；图1B是图1A中描述的平衡-不平衡变换器电路在测试配置中的示意图；图2是示出在图1B示出的仿真测试配置下在工作频率范围内评估的图1A所示的平衡-不平衡变换器电路的散射参数(S参数)的曲线，详细说明了平衡端口输入回波损耗和输出回波损耗；图3是示出在图1B示出的仿真测试配置下评估的图1A所示的平衡-不平衡变换器的平衡端口和输出端口的输入和输出回波损耗的史密斯图；图4是在图1B示出的仿真测试配置下评估的图1A所示的平衡-不平衡变换器的各个节点处的仿真时域电压波形的曲线图；图5是在图1B示出的仿真测试配置下评估的图1A所示的平衡-不平衡变换器的各个节点处的仿真时域电流波形的曲线图；图6是根据本公开一个实施例的准差分放大器电路的示意图；图7是示出图6中所示的准差分放大器电路在工作频率范围内的S参数的曲线图；图8是示出图6中所示的准差分放大器电路的输入阻抗和输出阻抗匹配的史密斯图；图9是绘制在输入功率水平的扫描(sweep)之间的功率水平和增益、以及在扫描的输入功率水平范围内的二次、三次、四次和五次谐波信号分量的输出的曲线图；图10是绘制在输入功率水平的扫描之间的DC电流水平的曲线图；图11是图6中所示的准差分功率放大器电路的晶体管处的仿真的时域电压波形的曲线图；图12是图6中所示的准差分功率放大器电路的晶体管处的仿真的时域电流波形的曲线图；图13A和图13B是在输入功率固定在两个不同值同时在VSWR＝10:1时负载相位从0至360度变化的情况下图6中所示的准差分功率放大器电路中晶体管的仿真动态负载线曲线图；图14是对于图6的准差分功率放大器电路的两音调功率扫描的曲线图；图15是对于图6的准差分功率放大器电路的两音调DC电流扫描的曲线图；图16是根据本公开第二实施例的准差分放大器电路的示意图；图17是示出图16所示的准差分放大器电路在工作频率范围内的小信号S参数的曲线图；图18是绘制在输入功率水平的扫描之间的功率水平和增益以及在扫描的输入功率水平的范围内的二次、三次、四次和五次谐波信号分量的输出的曲线图；图19是绘制在输入功率水平的扫描之间的DC电流水平的曲线图；图20是具有50欧姆负载的图16所示的准差分功率放大器电路中晶体管的仿真的动态负载线曲线图；图21是图16中准差分功率放大器电路的两音调功率扫描的曲线图；图22是图16中准差分功率放大器电路的两音调DC电流扫描的曲线图；图23A－23C是绘制在2.4GHz、2.45GHz和2.5GHz频率下在输入功率水平的扫描之间的功率水平和增益以及在扫描的输入功率水平的范围内的二次、三本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平衡‑不平衡变换器电路，包括：单端端口；第一差分端口；第二差分端口；第一耦合电感器和第二耦合电感器对，所述第一耦合电感器电连接到所述第一差分端口和所述单端端口，所述第二耦合电感器电连接到所述第二差分端口；电连接到所述第一耦合电感器和所述第二耦合电感器的第一电容器；电连接到所述第二耦合电感器的第二电容器；与所述第二电容器串行电耦合的接地电感器；其中，馈送到所述第一差分端口和所述第二差分端口的差分信号被转换为从所述单端端口输出的单一信号，所述单端端口的公共输出阻抗是从所述第一差分端口和第二差分端口的输入阻抗变换的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.13 US 61/903,506;2014.11.12 US 14/539,0321.一种平衡-不平衡变换器电路，包括：单端端口；第一差分端口；第二差分端口；第一耦合电感器和第二耦合电感器对，所述第一耦合电感器电连接到所述第一差分端口和所述单端端口，所述第二耦合电感器电连接到所述第二差分端口；电连接到所述第一耦合电感器和所述第二耦合电感器的第一电容器；电连接到所述第二耦合电感器的第二电容器；与所述第二电容器串行电耦合的接地电感器；其中，馈送到所述第一差分端口和所述第二差分端口的差分信号被转换为从所述单端端口输出的单一信号，所述单端端口的公共输出阻抗是从所述第一差分端口和第二差分端口的输入阻抗变换的。2.如权利要求1所述的平衡-不平衡变换器电路，其中所述差分信号的电压分量和电流分量的相位被调整至预定的最小值。3.如权利要求2所述的平衡-不平衡变换器电路，其中所述预定的最小值为小于5度。4.如权利要求1所述的平衡-不平衡变换器电路，其中传递到所述第一差分端口和第二差分端口的总功率水平在彼此的预定的百分比内。5.如权利要求4所述的平衡-不平衡变换器电路，其中所述预定的百分比为小于10％。6.如权利要求1所述的平衡-不平衡变换器电路，其中：所述单端端口的公共输出阻抗是十(10)欧姆；所述第一差分端口的输入阻抗是七(7)欧姆；以及所述第二差分端口的输入阻抗是七(7)欧姆。7.一种准差分放大器电路，包括：输入端口；输出端口；具有连接到所述输入端口的第一端口并具有第二端口和第三端口的移
\t相器网络；具有连接到所述移相器网络的第二端口的输入并具有输出的第一放大器；具有连接到所述移相器网络的第三端口的输入并具有输出的第二放大器；平衡-不平衡变换器电路，包含连接到所述第一放大器的输出的第一差分端口、连接到所述第二放大器的输出的第二差分端口、以及单端端口；以及连接到所述平衡-不平衡变换器电路的单端端口和所述输出端口的输出匹配网络。8.如权利要求7所述的准差分放大器，其中平衡-不平衡变换器电路包括：第一耦合电感器和第二耦合电感器的第一对，所述第一耦合电感器电连接到所述第一差分端口和所述单端端口，所述第二耦合电感器电连接到所述第二差分端口；电连接到所述第一耦合电感器和所述第二耦合电感器的第一电容器；电连接到所述第二耦合电感器的第二电容器；与所述第二电容器串行电耦合的接地电感器；其中，从所述第一放大器和第二放大器的相应一个馈送到所述第一差分端口和所述第二差分端口的差分信号被转换为从所述单端端口输出的单一信号，所述单端端口的公共输出阻抗是从所述第一差分端口和第二差分端口的输入阻抗变换的。9.如权利要求7所述的准差分放大器，进一步包括：连接到所述第一放大器的输出和所述平衡-不平衡变换器电路的第一差分端口的第一放大器互连电感器。10.如权利要求9所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：O戈尔巴乔夫，
申请(专利权)人：天工方案公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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