[发明专利]一种自适应线性化偏置电路结构

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种自适应线性化偏置电路。

背景技术

从2.5G开始，在移动电话的设计中就面临功率放大器的线性度和效率的问题，幅度调制的存在，使得功率放大器的不可能总是处于最大线性功率输出的状态，必须处于功率回退状态，也就是功率放大器不会工作在高效率状态。同时随着第四代移动通信系统IMT-Advanced的发展，高速率的数据传输使得调制方案变得更为复杂，从而导致调制后的射频信号具有极高的峰均功率比，为了不失真的传输较高高峰均功率比的信号，功率放大器除了要满足平均功率输出下的发射要求，还必须要保证在此功率输出基础上的PAPR个dB的线性输出，这样，才能保证峰值信号无失真地传输。同时，功率放大器作为一个功率器件，随着输出功率的增加，其非线性会显著增加，当具有一定带宽的调制信号通过功率放大器后，会产生交调分量，造成频谱扩展，对邻道信号形成干扰，直接影响到接收系统的误码率，恶化通信系统的性能。因此发展线性高效率的高性能功率放大器对于现代无线通信系统至关重要。

偏置电路的设计对于功率放大器的线性度与效率的提升至关重要。最基本的偏置电路是采用简单的电阻分压电路，如图2所示，但是随着输入信号功率的增加，基极-射极二极管的整流效应会使得偏置电压随输入功率的增加而急剧下降，如图4所示，从而使得功率放大器的线性度和效率急剧恶化。在传统的线性化偏置电路中，如图3所示，通过电容Cb与管子HBT2的作用可以钳制住偏置电压，使得偏置电压可以随着输入功率的增加保持一个比较稳定的电压值，如图4所示。从功率放大器的偏置状态的角度来说，如图5所示，功率放大器只有处于AB类偏置状态时，才会得到一个线性度和效率的最优化状态，然而对于传统的线性化偏置电路来说，在固定的偏置电压的偏置下，输入信号功率的增加就会使得功率放大器的偏置状态慢慢由AB类滑向C类，最终导致线性度和效率的恶化。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种对于输入信号功率变化适应性强，线性度好、效率高的自适应线性化偏置电路。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括线性化偏置电路，其结构要点线性化偏置电路通过自适应电路与射频放大器单元电路相连，自适应电路端口与输入信号相连；所述自适应电路根据输入信号功率的变化调整功率放大器单元的偏置电压。

作为一种优选方案，本发明所述自适应电路采用阻容电路，阻容电路将输入信号分流、移相、叠加。

作为另一种优选方案，本发明所述阻容电路包括第一微带线，第一微带线一端分别与输入信号和自适应电容相连，第一微带线另一端与耦合电容一端相连，耦合电容另一端分别与第二微带线一端和射频放大器单元电路端口相连，第二微带线另一端分别与自适应电容和线性化偏置电路端口相连。

作为另一种优选方案，本发明所述线性化偏置电路包括第一三极管，第一三极管发射极分别与第二三极管集电极和基极相连，第二三极管发射极与偏置电源负极相连；第一三极管基极分别与第一电容一端和第三三极管基极相连，第一电容另一端与偏置电源负极相连，第三三极管集电极与电阻一端相连，电阻另一端与第一三极管集电极相连；第三三极管发射极与所述阻容电路端口相连。

作为另一种优选方案，本发明所述射频放大器单元电路包括第四三极管，第四三极管基极与所述自适应电路端口相连，第四三极管集电极分别与电感一端和第二电容一端相连，电感另一端与电源相连，电容另一端作为输出与后级相连，第四三极管发射极与电源负极相连。

本发明有益效果

本发明在传统的线性化偏置电路的基础上添加了自适应电路，自适应电路会使射频功率放大器单元的偏置电流随着输入功率的升高而适当地增大，最终使得功率放大器单元随着输入功率的增大而处于一个相对比较稳定的导通角状态，从而达到一个线性度和效率的最优化状态。

附图说明

图1为本发明电路原理图；

图2为基本的电阻分压偏置电路；

图3是常见的线性化偏置电路；

图4是采用基本的电阻分压偏置电路与采用常见的线性化偏置电路的基极偏置电压随输入功率的变化曲线；

图5是放大器输出的谐波状态与导通角的关系；

图6是本发明与常见的线性化偏置电路的基极偏置电压随输入功率的变化曲线；

图7是本发明与常见的线性化偏置电路的集电极偏置电流随输入功率的变化曲线；

图8是本发明与常见的线性化偏置电路的功率增益随输入功率的变化曲线；