[發明專利]一種抑制射頻功率放大器諧波的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710084426.3
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106953603A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 申超群;林炫龍
• 申請（專利權）人: 廣州海格通信集團股份有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F3/19;H03F3/21
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 黃磊,陳宏升

技術領域

本發明涉及通信系統設計領域，特別涉及一種抑制射頻功率放大器諧波的裝置及方法。

背景技術

在通信系統設計，射頻功率放大器所產生的諧波較大，如果不做處理將嚴重影響通信網絡或者其他通信設備的通信質量。

為了對射頻功率放大器的諧波進行抑制，現有技術方案有兩種：諧波濾波器方案和四分之一波長抑制方案。

一、采用諧波濾波器方案

諧波濾波器方案的原理框圖如圖1所示，采用該方案的優點是架構簡單，但是存在以下問題：

(1)諧波濾波器接在功放后通常要求諧波濾波器功率容量大，從而體積大、成本高；

(2)諧波濾波器的插損大，帶來功放效率低；

(3)如果是寬帶的設計，這種簡單的架構不能滿足設計要求。如設計一個300MHz～800MHz的功放，其低頻的二次諧波落在通帶中。這時單純靠一個諧波抑制濾波器沒有辦法進行諧波抑制，而需要多個濾波器用開關進行切換。這樣又要引入大功率開關與多個大功率的諧波濾波器，從而造成高成本，低效率。

二、采用四分之一波長抑制方案

該方案只適應于帶寬非常窄的功放，否則其偏移四分之一帶寬較寬的情況下其對地阻抗將不再呈現高阻抗，從而不能實現功放的有效匹配，適用范圍較窄。

因此有必要設計一種新的射頻功率放大器諧波抑制方案來解決該問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種抑制射頻功率放大器諧波的裝置，其工作帶寬能夠滿足需求，且成本低、效率高。

本發明的另一目的在于提供一種抑制射頻功率放大器諧波的方法。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

一種抑制射頻功率放大器諧波的裝置，包括順序相連的第一諧波耦合器、延時線、第二諧波耦合器，還包括順序相連的小功率基波濾波器、諧波相位幅度調節器、諧波放大器，其中第一諧波耦合器的輸入端與射頻功率放大器的輸出端連接，第一諧波耦合器的輸出端與小功率基波濾波器的輸入端連接；諧波放大器的輸出端與第二諧波耦合器的輸入端連接，第二諧波耦合器的輸出端輸出最終信號。

所述第一諧波耦合器、第二諧波耦合器為耦合微帶線。第一諧波耦合器、第二諧波耦合器包括但不限于耦合微帶線，其他能夠實現分路、合路的耦合器同樣可以使用。且這些大功率裝置使用耦合微帶線來實現，能夠達到降低成本的目的。

所述第一諧波耦合器、第二諧波耦合器的基波頻段的耦合度取最大。第一諧波耦合器、第二諧波耦合器的耦合指標要重點關注諧波頻段，而把基波頻段的耦合度盡量做大，從而可以減小其帶來的插入損耗。

所述延時線采用同軸線。采用普通的同軸線，其插損也可以控制到很小的范圍。這樣盡量減少了通路上的插損，且這些大功率裝置使用同軸線來實現，能夠達到降低成本的目的。

本發明的另一目的通過以下的技術方案實現：

一種抑制射頻功率放大器諧波的方法，包含以下順序的步驟：

S1、根據射頻功率放大器的頻段來選擇或設計第一諧波耦合器、第二諧波耦合器；

S2、射頻功率放大器將主信號傳輸至第一諧波耦合器，第一諧波耦合器將主信號分路到小功率基波濾波器、延時線；所述主信號為帶有諧波信號的基波信號；定義輸入到小功率基波濾波器的主信號為旁路信號，輸入到延時線的主信號為通路信號；通路信號、旁路信號均為帶有諧波信號的基波信號；

S3、小功率基波濾波器將旁路信號中的基波信號濾除，并將提取出旁路信號中的諧波信號傳輸至諧波相位幅度調節器；旁路信號中的諧波信號通過諧波相位幅度調節器后，旁路信號中的諧波信號的相位與通路信號中的諧波信號的相位相反、幅度相同；

諧波相位幅度調節器將處理后的旁路信號中的諧波信號傳輸至諧波放大器進行放大；

S4、同時通路信號通過延時線進行延遲，使得通路信號到達第二諧波耦合器的時間與諧波放大器的輸出信號到達第二諧波耦合器的時間一致，第二諧波耦合器將通路信號、諧波放大器的輸出信號合路，通路信號、諧波放大器的輸出信號中的諧波信號進行疊加抵消，得到沒有諧波的基波信號。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

1、本發明創新的使用了諧波提取，倒相，對消的一系列步驟與裝置，最終實現大幅度抑制諧波，而盡量降低成本與減少對效率的影響的目的。

2、本發明不僅能適應于帶寬非常窄的射頻功率放大器，對于正常帶寬的射頻功率放大器同樣適用，適用范圍廣。