[发明专利]一种自适应线性化射频偏置电路

说明书

本发明公开了一种自适应线性化射频偏置电路，包括线性化偏置电路和射频放大器单元电路；所述线性化偏置电路通过自适应线性补偿电路与所述射频放大器单元电路连接；所述线性化偏置电路包括异质结双极型晶体管HBT2、异质结双极型晶体管HBT3、异质结双极型晶体管HBT4、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电容C2；所述异质结双极型晶体管HBT4的集电极与所述线性化偏置电路端口连接；本发明通过自适应线性补偿电路的异质结双极型晶体管HBT4的反馈实现自适应线性补偿，异质结双极型晶体管HBT0可以根据输出功率的大小选择偏置状态，功率放大器在兼顾效率的同时提高了线性度；能够有效地改善HBT的增益压缩和相位失真特性；结构简单，尺寸小，成本低，适合于MMIC功放的设计。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别地是一种自适应线性化射频偏置电路。

背景技术

无线通信技术的飞速发展，尤其是绿色无线通信的发展，对于通信系统的性能指标提出了越来越高的要求。作为通信系统中的一个重要组成部分，功率放大器的线性度在系统中尤为重要。因此，如何更好地提高功放线性度，一直是功放领域的研究热点。其中提高线性度的一种方法就是改善射频偏置技术。

传统上,功放的偏置点和负载线都是按照1dB压缩点(P1dB)最优来设计,功放在输出功率最大时效率最高。然而,由于功放经常工作在非最大输出功率状态,为了提高功放的平均效率,就要求功放在较宽的工作范围内均有高的效率。对于HBT的单片微波集成电路(MMIC)功放而言,为了在效率和线性度之间取得良好折中,一个重要的方法就是让HBT的偏置点随输入信号功率而变化,即工作在动态的A类状态,并称这种偏置技术为自适应线性化偏置。许多文献都分别对这种偏置技术进行了研究。

传统的双极型晶体管偏置电路一般由两个电阻串联分压组成,如图2所示。当输入功率增大时,加到HBT0(以下叙述中以HBT0指带输出级功率管)基-射结二极管上的RF电压和电流信号,由于二极管的箝位特性,使大的正向电压和负向电流被限幅。经基-射结二极管整流后的平均直流电流Irec将随输入功率增大而增大,而基-射结两端电压VBE降低了△VBE,偏置点由S移动到L1,如图3所示。这将导致跨导降低,增益减小和相位失真。为了补偿大信号条件下的增益压缩和相位失真,必须保持大信号跨导与小信号跨导一致,因此,应将偏置点由L1移动到L2处。一种有效地移动偏置点的方法就是让偏置电路能够提供补偿电流Icom和补偿电压△VBE。实现这种补偿的方法就是自适应线性化偏置技术。本发明提出一种适用于HBT MMIC工艺、尺寸小、成本低的自适应线性化偏置电路,

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，尺寸小，成本低，适合于MMIC功放设计的自适应线性化射频偏置电路。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种自适应线性化射频偏置电路，包括线性化偏置电路和射频放大器单元电路；其中：所述线性化偏置电路通过自适应线性补偿电路与所述射频放大器单元电路连接；所述自适应线性补偿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；所述线性化偏置电路包括异质结双极型晶体管HBT2、异质结双极型晶体管HBT3、异质结双极型晶体管HBT4、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电容C2；所述异质结双极型晶体管HBT4的集电极与所述线性化偏置电路端口连接；所述异质结双极型晶体管HBT2的基极与所述异质结双极型晶体管HBT3的基极并联后并通过电阻R3与所述线性化偏置电路端口连接。

进一步地，所述电容C2的一端分别与所述电阻R5和所述异质结双极型晶体管HBT1的基极连接，另一端接地。

进一步地，所述异质结双极型晶体管HBT2、异质结双极型晶体管HBT3和异质结双极型晶体管HBT4的发射极分别接地。

进一步地，所述电阻R4与所述电阻R5并联后分别与所述异质结双极型晶体管HBT3和异质结双极型晶体管HBT4的集电极连接。