本發(fā)明涉及信號(hào)傳輸設(shè)備，具體為一種高次諧波抑制結(jié)構(gòu)、射頻功率放大器及方法。

背景技術(shù)：

1、射頻前端芯片是無線通信系統(tǒng)的核心組件，位于天線和收發(fā)機(jī)之間，負(fù)責(zé)優(yōu)化射頻信號(hào)的發(fā)射和接收。它包括功率放大器(pa)、低噪聲放大器(lna)、濾波器、雙工器和開關(guān)等關(guān)鍵部件，確保信號(hào)在傳輸過程中得到適當(dāng)放大、清晰接收，并且減少干擾。射頻功率放大器是射頻前端中的關(guān)鍵組件，用于將射頻信號(hào)的功率放大到適合發(fā)射的水平。它通過增大信號(hào)的功率，確保信號(hào)能夠有效地通過天線傳輸，覆蓋更廣的范圍。

2、在現(xiàn)有的射頻功率放大器設(shè)計(jì)中，主要看重的大信號(hào)性能為輸出功率與功率附加效率(pae)，其中功率附加效率的計(jì)算是輸出功率減輸入功率的結(jié)果除以直流功耗。如何保證在輸出功率逐漸增大的現(xiàn)狀的同時(shí)保證功率附加效率足夠高是一個(gè)值得關(guān)注的問題，若輸出功率太大，而功率附加效率過低則可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)被燒壞。同樣射頻功率放大器框架下，最主要的提升功率放大器的功率附加效率的方式為諧波抑制，通過抑制高頻諧波，可以有效減少功率的損耗。

3、常見的諧波抑制方法如諧波濾波器、負(fù)反饋技術(shù)和諧波陷阱技術(shù)，各有優(yōu)缺點(diǎn)。諧波濾波器體積大、成本高，可能會(huì)引入損耗；負(fù)反饋技術(shù)導(dǎo)致增益降低，影響整體性能；諧波陷阱技術(shù)只能針對(duì)特定的諧波頻率，并對(duì)匹配電路影響較大，甚至可能導(dǎo)致功率放大器振蕩，造成系統(tǒng)失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高次諧波抑制結(jié)構(gòu)，所述高次諧波抑制結(jié)構(gòu)包括：第一電感、第二電感、第一電容和第二電容，其中，所述第一電感的第一端用于并聯(lián)于射頻功率放大器的輸出端，所述第一電感的第二端和所述第一電容的第一端連接，所述第一電容的第二端接地，所述第二電容的第一端用于并聯(lián)于射頻功率放大器的輸出端，所述第二電容的第二端和所述第二電感的第一端連接，和所述第二電感的第二端接地連接，所述第一電感和所述第二電容并聯(lián)連接，所述第一電容與所述第二電感并聯(lián)連接，所述第一電感、第二電感、第一電容和第二電容四個(gè)元件的參數(shù)被配置為對(duì)高次諧波信號(hào)為高阻抗特性，且在回路中提供一個(gè)低阻抗路徑，將高次諧波信號(hào)引導(dǎo)至地。

2、本技術(shù)的第二方面還提供一種射頻功率放大器，所述射頻功率放大器包括如上述方面所述的一種高次諧波抑制結(jié)構(gòu)，所述射頻功率放大器還包括：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)、晶體管、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和偏置電路，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)連接于所述晶體管的柵極，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)用于將源阻抗匹配到所述晶體管的最優(yōu)輸入阻抗，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)連接于所述晶體管的漏極，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)用于將負(fù)載阻抗匹配到所述晶體管的最優(yōu)輸出阻抗，所述偏置網(wǎng)絡(luò)連接于所述晶體管的柵極和漏極，所述偏置網(wǎng)絡(luò)用于為所述晶體管提供恒定的柵極電壓和漏極電壓，所述高次諧波抑制結(jié)構(gòu)連接于所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。

3、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括：電容c0、電容c1、電容c2、電容c3、電感l(wèi)0、電感l(wèi)1、電感l(wèi)2和電感l(wèi)3，所述電容c0、電感l(wèi)0、電感l(wèi)1、電感l(wèi)2和電感l(wèi)3依次串聯(lián)連接，所述電容c0、電感l(wèi)0、電感l(wèi)1、電感l(wèi)2和電感l(wèi)3的串聯(lián)組合的起始端與信號(hào)輸入端連接，所述電容c0、電感l(wèi)0、電感l(wèi)1、電感l(wèi)2和電感l(wèi)3的串聯(lián)組合的末端與所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)連接，所述電容c1的第一端連接于所述電感l(wèi)0和所述電感l(wèi)1之間，所述電容c1的第二端接地連接，所述電容c2的第一端連接于所述電感l(wèi)1和所述電感l(wèi)2之間，所述電容c2的第二端接地連接，所述電容c3的第一端連接于所述電感l(wèi)2和所述電感l(wèi)3之間，所述電容c3的第二端接地連接。

4、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)包括電容c5和電阻r2，所述電容c5和所述電阻r2并聯(lián)連接，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)和所述晶體管的柵極分別連接于所述電容c5和所述電阻r2的并聯(lián)組合的公共接點(diǎn)。

5、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括電感l(wèi)6、電感l(wèi)7、電感l(wèi)8、電容c7、電容c8和電容c9，所述電感l(wèi)6、電感l(wèi)7、電感l(wèi)8、電容c7和電容c9依次串聯(lián)連接，所述電感l(wèi)6、電感l(wèi)7、電感l(wèi)8、電容c7和電容c9的串聯(lián)組合的起始段與所述晶體管的漏極連接，所述電感l(wèi)6、電感l(wèi)7、電感l(wèi)8、電容c7和電容c9的串聯(lián)組合的末端與負(fù)載端連接，所述電容c7的第一端連接于所述電感l(wèi)6和所述電感l(wèi)7之間，所述電容c7的第二端接地連接，所述電容c8的第一端連接于所述電感l(wèi)7和所述電感l(wèi)8之間，所述電容c8的第二端接地連接。

6、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述第一電感的第一端與所述第二電容的第一端均與所述電容c8的第二端連接。

7、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述偏置電路包括柵極偏置電路和漏極偏置電路，所述柵極偏置電路連接于所述晶體管的柵極，所述柵極偏置電路用于為所述晶體管的柵極提供偏置電壓；所述漏極偏置電路連接于所述晶體管的漏極，所述漏極偏置電路用于為所述晶體管的漏極提供偏置電壓。

8、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述柵極偏置電路包括電阻r0、電容c4、電阻r1和電感l(wèi)4，所述電阻r0、電阻r1和電感l(wèi)4依次串聯(lián)連接，所述電容c4的第一端連接于所述電阻r0和電阻r1之間，所述電容c4的第二端接地，所述電阻r0、電阻r1和電感l(wèi)4的串聯(lián)組合的起始端用于輸入柵極電壓，所述電阻r0、電阻r1和電感l(wèi)4的串聯(lián)組合的末端與所述晶體管的柵極連接。

9、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述漏極偏置電路包括電阻r3、電容c6、電阻r4和電感l(wèi)5，所述電阻r3、電阻r4和電感l(wèi)5依次串聯(lián)連接，所述電容c6的第一端連接于所述電阻r3和電阻r4之間，所述電容c6的第二端接地，所述電阻r3、電阻r4和電感l(wèi)5的串聯(lián)組合的起始端用于輸入柵極電壓，所述電阻r3、電阻r4和電感l(wèi)5的串聯(lián)組合的末端與所述晶體管的漏極連接。

10、本技術(shù)的第三方面還提供一種高次諧波抑制方法，所述方法應(yīng)用于如上述第一方面所述的高次諧波抑制結(jié)構(gòu)，所述方法包括：

11、將所述高次諧波抑制結(jié)構(gòu)連接于射頻功率放大器的輸出端，對(duì)所述第一電感、第二電感、第一電容和第二電容四個(gè)元件進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，使得所述高次諧波抑制結(jié)構(gòu)對(duì)高次諧波信號(hào)為高阻抗特性，從而阻止高次諧波信號(hào)通過，并且在回路中提供一個(gè)低阻抗路徑，將高次諧波信號(hào)引導(dǎo)至地。

12、本技術(shù)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效果：

13、本發(fā)明提出了一種高次諧波抑制結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)巧妙地集成兩個(gè)電感與兩個(gè)電容，以協(xié)同工作對(duì)射頻功率放大器的輸出進(jìn)行優(yōu)化和保護(hù)，顯著提升其在特定工作頻段內(nèi)的輸出功率與效率。在具體應(yīng)用中，該高次諧波抑制結(jié)構(gòu)無需對(duì)原有的匹配電路進(jìn)行任何調(diào)整或改動(dòng)，僅需將其并聯(lián)至射頻功率放大器輸出端后的適當(dāng)位置，從而在保留電路基本性能的同時(shí)，充分發(fā)揮其對(duì)高次諧波信號(hào)的抑制作用。這種直接且易于集成的解決方案，不僅簡(jiǎn)化了諧波抑制過程，更確保了射頻功率放大器在中心頻點(diǎn)及其附近頻段的工作效率的提升。借助這種優(yōu)化結(jié)構(gòu)，原匹配電路的穩(wěn)定性得以維持，同時(shí)，伴生的高次諧波噪聲得到有效削減，最終實(shí)現(xiàn)了在保持電路原始特性的基礎(chǔ)上顯著增強(qiáng)的輸出功率與功率附加效率。

14、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。