三路高线性度功率放大器及设计方法技术

本发明专利技术提供一种三路高线性度功率放大器及设计方法，所述功率放大器包括功分模块、主功放模块、相移模块、相位补偿模块、辅助功放模块、交调失真信号发生模块及阻抗变换模块。在本发明专利技术中，功率放大器分为三条支路，输入的初始射频信号被分为三路，第一路射频信号分量依次经放大及移相处理，得到第二中间射频信号，第二路射频信号分量依次经相位补偿及放大处理，得到第四中间射频信号，根据第三路射频信号分量产生三阶交调非线性信号，最后对第二中间射频信号、第四中间射频信号及三阶交调非线性信号进行叠加求和，使第二中间射频信号的三阶交调分量、第四中间射频信号的三阶交调分量及三阶交调非线性信号相互抵消，提高了功率放大器的线性度。大器的线性度。大器的线性度。

【技术实现步骤摘要】
三路高线性度功率放大器及设计方法


[0001]本专利技术涉及微波
，特别是涉及一种三路高线性度功率放大器及设计方法。

技术介绍

[0002]5G无线通信具有高数据速率、低延迟、大系统容量和大规模设备连接等特点，而MIMO技术及高峰均功率比的调制方式广泛应用于其中，功率放大器作为无线通信系统中最为关键的部件，其线性度直接影响整个通信系统的性能指标。为此，提高功率放大器的线性度成为迫切所需。
[0003]而功率放大器的线性度主要受其三阶交调分量的影响，为抑制三阶交调分量的产生，提高功率放大器的线性度，目前采用了如负反馈、前馈、预失真等多种技术手段。但是，即使采用了各类线性化技术手段，功率放大器的线性度提升程度仍有限，且对应功率放大器的结构原理复杂、成本造价高。
[0004]因此，目前亟需一种结构简单且线性度高的功率放大器技术方案。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于肖特基二极管实现三阶交调分量补偿的功率放大器技术方案，以解决上述技术问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案如下。
[0007]一种三路高线性度功率放大器，包括：
[0008]功分模块，其输入端作为所述高线性度功率放大器的输入端，其输入端接初始射频信号，将所述初始射频信号功分为第一射频信号、第二射频信号和第三射频信号；
[0009]主功放模块，其输入端接所述第一射频信号，对所述第一射频信号进行功率放大，得到并输出第一中间射频信号；
[0010]相移模块，其输入端接所述第一中间射频信号，对所述第一中间射频信号进行移相处理，得到并输出第二中间射频信号；
[0011]相位补偿模块，其输入端接所述第二射频信号，对所述第二射频信号进行相位补偿处理，得到并输出第三中间射频信号；
[0012]辅助功放模块，其输入端接所述第三中间射频信号，对所述第三中间射频信号进行功率放大，得到并输出第四中间射频信号；
[0013]交调失真信号发生模块，其输入端接所述第三射频信号，根据所述第三射频信号产生三阶交调非线性信号；
[0014]阻抗变换模块，其输入端同时接入所述第二中间射频信号、所述第四中间射频信号及所述三阶交调非线性信号，对所述第二中间射频信号、所述第四中间射频信号及所述三阶交调非线性信号进行叠加求和并输出，其输出端作为所述高线性度功率放大器的输出端，其输出端输出目标射频信号；
[0015]其中，所述三阶交调非线性信号、所述第二中间射频信号的三阶交调分量及所述第四中间射频信号的三阶交调分量，三者相互抵消。
[0016]可选地，所述功分模块包括不等分的三路功分模块。
[0017]可选地，所述主功放模块包括基于LDMOS工艺的功放管，所述辅助功放模块包括基于GaN工艺的功放管。
[0018]可选地，所述交调失真信号发生模块包括肖特基二极管及带通滤波器，所述肖特基二极管的阳极接所述第三射频信号，所述肖特基二极管的阴极产生初始三阶交调非线性信号，所述带通滤波器接所述初始三阶交调非线性信号，所述带通滤波器对所述初始三阶交调非线性信号进行滤波处理，得到并输出所述三阶交调非线性信号。
[0019]可选地，所述带通滤波器包括依次串接的第一四分之一波长传输线、第二四分之一波长传输线及第三四分之一波长传输线，所述第一四分之一波长传输线的输入端接所述初始三阶交调非线性信号，所述第三四分之一波长传输线的输出端输出所述三阶交调非线性信号。
[0020]可选地，所述第一四分之一波长传输线的长度小于所述第二四分之一波长传输线的长度，所述第二四分之一波长传输线的长度小于所述第三四分之一波长传输线的长度，所述第一四分之一波长传输线的宽度大于所述第二四分之一波长传输线的宽度，所述第二四分之一波长传输线的宽度大于所述第三四分之一波长传输线的宽度。
[0021]可选地，所述功分模块、所述主功放模块、所述相移模块、所述相位补偿模块、所述辅助功放模块、所述交调失真信号发生模块、所述阻抗变换模块均采用厚度为0.508mm、介电常数为3.48的Rogers4350介质基板。
[0022]一种三路高线性度功率放大器设计方法，包括：
[0023]提供功分模块、主功放模块、相移模块及阻抗变换模块，将所述功分模块的第一输出端经依次串接的所述主功放模块及所述相移模块后接所述阻抗变换模块的第一输入端，构成第一支路；
[0024]提供相位补偿模块及辅助功放模块，将所述功分模块的第二输出端经依次串接的所述相位补偿模块及所述辅助功放模块后接所述阻抗变换模块的第二输入端，构成第二支路；
[0025]提供交调失真信号发生模块，将所述功分模块的第三输出端经串接的所述交调失真信号发生模块后接所述阻抗变换模块的第三输入端，构成第三支路；
[0026]其中，所述功分模块的输入端作为所述功率放大器的输入端，所述阻抗变换模块的输出端作为所述功率放大器的输出端；所述交调失真信号发生模块输出三阶交调非线性信号，所述三阶交调非线性信号与所述第二支路输出信号的三阶交调分量及所述第三支路输出信号的三阶交调分量三者相互抵消。
[0027]可选地，所述交调失真信号发生模块包括依次串接的肖特基二极管及带通滤波器，输入的射频信号经所述功分模块功分后的分量作用所述肖特基二极管，通过所述肖特基二极管产生初始三阶交调非线性信号，通过所述带通滤波器对所述初始三阶交调非线性信号进行滤波处理，得到所述三阶交调非线性信号。
[0028]如上所述，本专利技术提供的三路高线性度功率放大器及设计方法，至少具有以下有益效果：
[0029]功率放大器结构分为三条支路，输入的初始射频信号被分为三路，第一路射频信号分量依次经主功放模块功率的放大处理及相移模块的移相处理，得到第二中间射频信号，第二路射频信号分量依次经相位补偿模块的相位补偿处理及辅助功放模块的放大处理，得到第四中间射频信号，第三路射频信号分量经交调失真信号发生模块的转换处理，得到三阶交调非线性信号，最后对第二中间射频信号、第四中间射频信号及三阶交调非线性信号进行叠加求和，使第二中间射频信号的三阶交调分量、第四中间射频信号的三阶交调分量及三阶交调非线性信号三者刚好相互抵消，得到线性度高的目标射频信号，有效提高了功率放大器的线性度，且结构简单、无需外加其它复杂控制电路，体积小易于与其它微波电路集成，具有很强的实用性及应用前景。
附图说明
[0030]图1为本专利技术中高线性度功率放大器的结构示意图。
[0031]图2为图1中交调失真信号发生模块6的结构示意图。
具体实施方式
[0032]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三路高线性度功率放大器，其特征在于，包括：功分模块，其输入端作为所述高线性度功率放大器的输入端，其输入端接初始射频信号，将所述初始射频信号功分为第一射频信号、第二射频信号和第三射频信号；主功放模块，其输入端接所述第一射频信号，对所述第一射频信号进行功率放大，得到并输出第一中间射频信号；相移模块，其输入端接所述第一中间射频信号，对所述第一中间射频信号进行移相处理，得到并输出第二中间射频信号；相位补偿模块，其输入端接所述第二射频信号，对所述第二射频信号进行相位补偿处理，得到并输出第三中间射频信号；辅助功放模块，其输入端接所述第三中间射频信号，对所述第三中间射频信号进行功率放大，得到并输出第四中间射频信号；交调失真信号发生模块，其输入端接所述第三射频信号，根据所述第三射频信号产生三阶交调非线性信号；阻抗变换模块，其输入端同时接入所述第二中间射频信号、所述第四中间射频信号及所述三阶交调非线性信号，对所述第二中间射频信号、所述第四中间射频信号及所述三阶交调非线性信号进行叠加求和并输出，其输出端作为所述高线性度功率放大器的输出端，其输出端输出目标射频信号；其中，所述三阶交调非线性信号、所述第二中间射频信号的三阶交调分量及所述第四中间射频信号的三阶交调分量，三者相互抵消。2.根据权利要求1所述的三路高线性度功率放大器，其特征在于，所述交调失真信号发生模块包括肖特基二极管及带通滤波器，所述肖特基二极管的阳极接所述第三射频信号，所述肖特基二极管的阴极产生初始三阶交调非线性信号，所述带通滤波器接所述初始三阶交调非线性信号，所述带通滤波器对所述初始三阶交调非线性信号进行滤波处理，得到并输出所述三阶交调非线性信号。3.根据权利要求2所述的三路高线性度功率放大器，其特征在于，所述带通滤波器包括依次串接的第一四分之一波长传输线、第二四分之一波长传输线及第三四分之一波长传输线，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世巍，陈云，邓攀，赵艳阳，
申请(专利权)人：重庆嘉旦微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：