[發(fā)明專利]一種高溫度穩(wěn)定性的射頻功率放大器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310618237.5
• 申請(qǐng)日: 2023-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116366009B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚靜石;龔海波;蘇黎明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都明夷電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H03F1/30
• 分類號(hào): H03F1/30;H03F1/32;H03F3/189;H03F3/20
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

本發(fā)明涉及射頻前端技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種高溫度穩(wěn)定性的射頻功率放大器；通過(guò)在射頻放大單元的基礎(chǔ)上增設(shè)功率補(bǔ)償單元補(bǔ)償射頻放大單元晶體管Qsubgt;6b/subgt;的基極與發(fā)射極之間的電壓差，抑制了射頻功率放大器的線性度，實(shí)現(xiàn)了跨導(dǎo)恒定；增設(shè)第一溫度補(bǔ)償單元補(bǔ)償?shù)谝粶囟妊a(bǔ)償單元在偏置條件下的功率輸出特性，向第二溫度補(bǔ)償單元輸出補(bǔ)償后的電流；增設(shè)第二溫度補(bǔ)償單元根據(jù)生成的第三電流調(diào)節(jié)晶體管Qsubgt;6b/subgt;的基極電流，抑制晶體管Qsubgt;6b/subgt;的基極電流增大；抑制了射頻功率放大器輸出1dB壓縮點(diǎn)隨溫度變化而產(chǎn)生的波動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻前端技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種高溫度穩(wěn)定性的射頻功率放大器。

背景技術(shù)

隨無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，有力地推動(dòng)著信息化時(shí)代的飛速前進(jìn)，短短40年，移動(dòng)通信發(fā)展從1G時(shí)代發(fā)展到現(xiàn)在的5G時(shí)代。

5G下行鏈路最高采用256QAM的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，采用MIMO、智能化天線等技術(shù)，提高頻譜利用率的同時(shí)也提升了信道容量。然而對(duì)于射頻功率放大器而言，調(diào)制方式的頻譜利用率越高其信號(hào)的峰均比PAR越大，射頻功率放大器想要對(duì)信號(hào)進(jìn)行線性放大時(shí)引入的非線性失真也會(huì)越大，減少非線性失真就必須回退其功率大小，但射頻功率放大器工作在低輸出功率模式時(shí)，會(huì)犧牲射頻功率放大器的效率，帶來(lái)高能耗，散熱等一系列問(wèn)題。所以應(yīng)用于5G通信的射頻功率放大器不僅需要在高輸出功率時(shí)要有良好的線性表現(xiàn)，同時(shí)還要盡量提高效率。在進(jìn)行射頻功率放大器設(shè)計(jì)時(shí)，為了抑制晶體管在較大功率時(shí)偏置電壓的漂移，一般采用如圖1所示的偏置結(jié)構(gòu)。

自適應(yīng)偏置結(jié)構(gòu)可以在大功率輸出條件下，為射頻功率放大器提高一個(gè)較為合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，從而保證跨導(dǎo)的恒定，減少寄生和非線性特性帶來(lái)的增益壓縮和相位失真，擴(kuò)展射頻功率放大器的線性工作范圍。同時(shí)，由于射頻功率放大器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱以及環(huán)境溫度存在變化，具有溫度補(bǔ)償作用的自適應(yīng)偏置結(jié)構(gòu)可以抑制靜態(tài)工作點(diǎn)隨溫度的變化。如圖1所示，傳統(tǒng)射頻功率放大器采用自適應(yīng)偏置結(jié)構(gòu)可以抑制功率放大器在大功率輸出時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)漂移所帶來(lái)的線性度惡化。

但隨著器件工作環(huán)境溫度的變化，晶體管輸入阻抗、輸出阻抗和輸出功率能力等會(huì)隨著溫度的變化而變化，這就導(dǎo)致傳統(tǒng)射頻功率放大器在低溫、常溫、高溫條件下的輸出功率特性是不一致的，線性度也會(huì)受溫度影響而大幅波動(dòng)，為了保證移動(dòng)終端無(wú)線通信的距離和信號(hào)質(zhì)量，只能取其中的最差值來(lái)確定系統(tǒng)的冗余度，從而增加了系統(tǒng)復(fù)雜度、降低了系統(tǒng)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的自適應(yīng)偏置結(jié)構(gòu)補(bǔ)償放大器后在低溫、常溫、高溫條件下的輸出功率特性不一致，且系統(tǒng)復(fù)雜度高、系統(tǒng)效率低的問(wèn)題，提出一種高溫度穩(wěn)定性的射頻功率放大器，通過(guò)增設(shè)功率補(bǔ)償單元補(bǔ)償射頻放大單元晶體管Q_6b的基極與發(fā)射極之間的電壓差，抑制了射頻功率放大器的線性度，實(shí)現(xiàn)了跨導(dǎo)恒定；增設(shè)第一溫度補(bǔ)償單元補(bǔ)償?shù)谝粶囟妊a(bǔ)償單元在偏置條件下的功率輸出特性，向第二溫度補(bǔ)償單元輸出補(bǔ)償后的電流；增設(shè)第二溫度補(bǔ)償單元根據(jù)生成的第三電流調(diào)節(jié)晶體管Q_6b的基極電流，抑制晶體管Q_6b的基極電流增大；抑制了射頻功率放大器輸出1dB壓縮點(diǎn)隨溫度變化而產(chǎn)生的波動(dòng)。

本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)內(nèi)容如下：

一種高溫度穩(wěn)定性的射頻功率放大器，包括射頻放大單元；在所述射頻放大單元的晶體管Q_6b的基極處設(shè)置自適應(yīng)偏置單元；所述自適應(yīng)偏置單元包括功率補(bǔ)償單元、第一溫度補(bǔ)償單元、第二溫度補(bǔ)償單元；所述第一溫度補(bǔ)償單元的輸入端與電源連接，輸出端與所述第二溫度補(bǔ)償單元的輸入端連接；所述第二溫度補(bǔ)償單元的輸出端與所述功率補(bǔ)償單元的輸入端連接；

所述功率補(bǔ)償單元的輸入端與電源連接，輸出端與所述晶體管Q_6b的基極連接；