[發明專利]一種改善數據鏈通信QPSK調制下射頻前端記憶效應的電路及方法

在審

• 申請號: 201811274030.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109257021A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 劉震
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/02;H03F1/32;H03F3/195;H03F3/68
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 祁恒

本發明屬于數據鏈通信技術領域，具體涉及一種改善數據鏈通信QPSK調制下射頻前端記憶效應的電路及方法。本發明通過對射頻前端末級放大器電路的漏極供電部分進行優化設計，對末級放大器的漏極采用雙供電對稱結構，通過電路并聯，降低漏極阻抗，減小低頻信號對電路的影響，不僅在常規性能上對末級放大器的效率、輸出功率、輸入輸出電路匹配以及放大器的其它非線性特性等影響很小，而且還可以改善QPSK調制下的記憶效應，降低調制信號因非線性放大引起的邊帶噪聲增加，從而提高射頻前端效率。

技術領域

本發明屬于數據鏈通信技術領域，具體涉及一種改善數據鏈通信 QPSK調制下射頻前端記憶效應的電路及方法。

背景技術

在數據鏈通信領域，經常選用QPSK調制方式產生的恒包絡信號。這種調制信號一方面在放大過程中，對射頻前端的線性度要求并不高，射頻功率器件的非線性對信號質量產生的影響并不明顯，從而能盡最大能力地提高射頻前端的工作效率；另一方面這種調制方式抗干擾能力強，因此經常作為首選無線通信的調制方式。

針對該調制方式，常見的射頻前端在設計過程中僅僅考慮功率和效率即可，例如在以LDMOS、GaAs材質的射頻功率管電路中，功率效率最高僅可以達到30％左右。隨著科技進步與發展，GaN材質的射頻功率管被廣泛應用，且效率可以接近50％～60％，但是，對于大多數設計師而言，電路在調試匹配過程中，還是按照以往的經驗與方法進行，并無明顯優化，進而容易引功率管的記憶效應。功率管的記憶效應分為熱記憶效應與電記憶效應。熱記憶效應主要與晶體管的溝道溫度周期有關；電記憶效應主要來源于放大電路的直流偏置，記憶效應的本質在于當前的某一時刻不僅與輸入信號有關，還與過去的某一時刻有關，體現在信號邊帶增益與相位上。因此，在該調制方式下，采用GaN材質的射頻功率管會由于頻譜的擴頻效應，產生很多邊帶噪聲，這些噪聲經過放大后會占用很多功率資源，影響實際使用效率。

圖1為常見射頻前端末級放大電路原理框圖。其中，末級放大器漏極沒有采用特殊的設計處理，使得針對QPSK調制下的記憶效應會較明顯，在通帶信號附近會產生大量的雜波信號。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提出一種改善數據鏈通信QPSK調制下射頻前端記憶效應的電路及方法，以解決如何采用高效率、高穩定性的GaN材質的末級放大器設計電路，優化和改善射頻前端末級匹配電路，減小記憶效應對射頻前端放大電路的影響的技術問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提出一種改善數據鏈通信QPSK 調制下射頻前端記憶效應的方法，該方法中對末級放大器的漏極采用雙供電對稱結構，通過電路并聯，降低漏極阻抗，減小低頻信號對電路的影響。

進一步地，末級放大器的漏極供電采用對稱的1/4波長微帶線雙供電方式。

此外，本發明還提出一種改善數據鏈通信QPSK調制下射頻前端記憶效應的電路，該電路包括推動放大器、末級放大器、隔離器、天線和去耦電容；其中，推動放大器用于對輸入信號的電平進行放大，為末級放大器提供足夠的輸入信號功率，使末級放大器進入飽和工作狀態；末級放大器用于將輸入信號放大到最大能量，保證工作在飽和區；末級放大器的漏極采用雙供電對稱結構，通過電路并聯，降低漏極阻抗，減小低頻信號對電路的影響；隔離器用于調整末級放大器與天線之間的匹配，減小級間匹配造成的信號能量損失；去耦電容連接末級放大器的漏極，用于濾除低頻信號影響。

進一步地，末級放大器的漏極供電采用對稱的1/4波長微帶線雙供電方式。

(三)有益效果