全文摘要
本实用新型公开了一种基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，所述谐波调制电路包括依次连接的输入匹配单元、射频晶体管、阻抗变换单元、相位延迟单元及驻波调整单元，所述阻抗变换单元用于进行阻抗匹配，相位延迟单元用于调整二次谐波的相位，驻波调整单元用于调整二次谐波的驻波，所述射频晶体管的栅极与输入匹配单元相连，射频晶体管的漏极与阻抗变换单元相连。本实用新型采用阻抗变换单元进行阻抗匹配，输出端使用驻波调整单元调整二次谐波的驻波，在阻抗变换单元和驻波调整单元之间增加相位延迟单元调整二次谐波的相位，能够在射频晶体管的漏极参考面得到高驻波全相位的二次谐波阻抗，大大提高了射频晶体管的器件性能。
主设计要求
1.一种基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，其特征在于，所述谐波调制电路包括依次连接的输入匹配单元、射频晶体管、阻抗变换单元、相位延迟单元及驻波调整单元，所述阻抗变换单元用于进行阻抗匹配，相位延迟单元用于调整二次谐波的相位，驻波调整单元用于调整二次谐波的驻波，所述射频晶体管的栅极与输入匹配单元相连，射频晶体管的漏极与阻抗变换单元相连。
设计方案
1.一种基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，其特征在于，所述谐波调制电路包括依次连接的输入匹配单元、射频晶体管、阻抗变换单元、相位延迟单元及驻波调整单元，所述阻抗变换单元用于进行阻抗匹配，相位延迟单元用于调整二次谐波的相位，驻波调整单元用于调整二次谐波的驻波，所述射频晶体管的栅极与输入匹配单元相连，射频晶体管的漏极与阻抗变换单元相连。
2.根据权利要求1所述的基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，其特征在于，所述射频晶体管的源极与地电位相连。
3.根据权利要求1所述的基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，其特征在于，所述阻抗变换单元包括串联设置的1:4非平衡-非平衡同轴线阻抗变换结构及隔直电容。
4.根据权利要求1所述的基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，其特征在于，所述相位延迟单元为延时线。
5.根据权利要求4所述的基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，其特征在于，所述延时线为射频同轴线。
6.根据权利要求1所述的基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，其特征在于，所述驻波调整单元为低通滤波器。
7.根据权利要求1所述的基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，其特征在于，所述输入匹配单元包括电感L和\/或电容C元器件。
8.根据权利要求1所述的基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，其特征在于，所述输入匹配单元与信号源相连，驻波调整单元与负载相连。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及低频通信技术领域，特别是涉及一种基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路。
背景技术
目前，物联网市场正处于持续的大幅度增长，越来越多的设备可通过无线通讯连接到云端。高频中Sub-GHz(27MHz～960MHz)以其频率的优势能够覆盖更广的传输范围。相比于其他无线频段，Sub-GHz的信号在传输过程中衰减的更小，为其带来低功耗的优点。由于物联网特殊的应用场景，信号在相对密集的房间和楼宇之间进行传输，Sub-GHz的高穿透能力能够提供更佳的室内覆盖。现今的Sub-GHz的解决方案多是在窄带模式下运行，与2.4GHz相比频谱干扰较少，进一步提高了网络的整体性能。
在低频通信设计中，射频晶体管的漏源跨接电容无法将输出信号的谐波，尤其是二次谐波有效滤除。与氮化镓晶体管在微波频率的谐波调制原理类似，主要提高二次谐波的反射系数，将二次谐波的阻抗调制到高驻波区域，再通过一定的调试手段改变二次谐波阻抗的相位。从射频晶体管谐波负载拉移(loadpull)的扫描结果来看，谐波相位对晶体管的饱和功率、饱和效率以及线性度都有一定影响，所以Sub-GHz频率下的谐波调试决定着功率放大器的最终性能。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路。
为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：
一种基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，所述谐波调制电路包括依次连接的输入匹配单元、射频晶体管、阻抗变换单元、相位延迟单元及驻波调整单元，所述阻抗变换单元用于进行阻抗匹配，相位延迟单元用于调整二次谐波的相位，驻波调整单元用于调整二次谐波的驻波，所述射频晶体管的栅极与输入匹配单元相连，射频晶体管的漏极与阻抗变换单元相连。
作为本实用新型的进一步改进，所述射频晶体管的源极与地电位相连。
作为本实用新型的进一步改进，所述阻抗变换单元包括串联设置的单端1:4非平衡-非平衡同轴线阻抗变换结构及隔直电容。
作为本实用新型的进一步改进，所述相位延迟单元为延时线。
作为本实用新型的进一步改进，所述延时线为射频同轴线。
作为本实用新型的进一步改进，所述驻波调整单元为低通滤波器。
作为本实用新型的进一步改进，所述输入匹配单元包括电感L和\/或电容C元器件。
作为本实用新型的进一步改进，所述输入匹配单元与信号源相连，驻波调整单元与负载相连。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用阻抗变换单元进行阻抗匹配，输出端使用驻波调整单元调整二次谐波的驻波，在阻抗变换单元和驻波调整单元之间增加相位延迟单元调整二次谐波的相位，能够在射频晶体管的漏极参考面得到高驻波全相位的二次谐波阻抗，大大提高了射频晶体管的器件性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型中谐波调制电路的模块示意图；
图2为本实用新型一具体实施例中谐波调制电路的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
参图1所示，本实用新型公开了一种基于阻抗变换和相位延迟的谐波调制电路，谐波调制电路包括依次连接的输入匹配单元1、射频晶体管2、阻抗变换单元3、相位延迟单元4及驻波调整单元5，阻抗变换单元3用于进行阻抗匹配，相位延迟单元4用于调整二次谐波的相位，驻波调整单元5用于调整二次谐波的驻波，射频晶体管2的栅极与输入匹配单元1相连，射频晶体管2的漏极与阻抗变换单元3相连。
参图2所示，本发明一具体实施例中的谐波调制电路依次包括输入匹配单元1、射频晶体管2、阻抗变换单元3、相位延迟单元4及驻波调整单元5，其中：
输入匹配单元1与信号源6相连，用于接收信号源6发射的高频信号，如高频Sub-GHz信号等，输入匹配单元1包括电感L及电容C元器件的至少一种，如本实施例中，输入匹配单元包括串联设置的两个电容C及一个电感L；
射频晶体管2，射频功率放大器核心器件，射频晶体管2的栅极与输入匹配单元1相连，射频晶体管2的漏极与阻抗变换单元3相连，射频晶体管2的源极与地电位相连；
阻抗变换单元3，位于射频晶体管2的漏极和相位延迟单元4之间，用于进行阻抗匹配；
相位延迟单元4，位于阻抗变换单元3和驻波调整单元5之间，用于调整二次谐波的相位；
驻波调整单元5，位于相位延迟单元4和负载7之间，用于调整二次谐波的驻波。
具体地：
本实施例中的阻抗变换单元3包括串联设置的1:4非平衡-非平衡同轴线阻抗变换结构(1:4unbalanced-to-unbalunced coaxial cable transformer)及隔直电容。使用1:4非平衡-非平衡同轴线阻抗变换结构作为基波的阻抗匹配电路，匹配辅以单颗串联的隔直电容可以匹配到任意阻抗点，相对于常见的匹配电路结构简单，更重要的是该阻抗变换单元对相对更高频的二次谐波匹配作用不大，不会影响其后的谐波调制电路的谐波驻波。
本实施例中的相位延迟单元4为延时线，优选地，该延时线选用射频同轴线。在阻抗变换单元3和驻波调整单元5之间增加相位延迟单元4可以调整二次谐波的相位。
本实施例中的驻波调整单元5为低通滤波器。低通滤波器对二次谐波的抑制可以提高二次谐波的驻波，从而进行驻波调整。
本实施例中在设计空间充裕的条件下，调整射频同轴线的长度可以在射频晶体管漏极参考面得到高驻波全相位的二次谐波阻抗。
本实施例中的信号源发射基波，通过输入匹配单元进行基波匹配，采用阻抗变换单元进行阻抗匹配，输出端使用驻波调整单元调整二次谐波的驻波，在阻抗变换单元和驻波调整单元之间增加相位延迟单元调整二次谐波的相位。
应当理解的是，本实施例中的输入匹配单元按照串联设置的两个电容C及一个电感L为例进行说明，在其他实施例中输入匹配单元可以采用其他类型的电路，此处不再一一举例进行说明。
另外，阻抗变换单元、相位延迟单元及驻波调整单元也不限于上述实施例中的1:4非平衡-非平衡同轴线阻抗变换结构、射频同轴线及低通滤波器，凡是能够实现相同阻抗变换、相位延迟、驻波调整的技术方案均可应用于本实用新型中的谐波调制电路中，此处不再一一举例进行说明。
由以上技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型采用阻抗变换单元进行阻抗匹配，输出端使用驻波调整单元调整二次谐波的驻波，在阻抗变换单元和驻波调整单元之间增加相位延迟单元调整二次谐波的相位，能够在射频晶体管的漏极参考面得到高驻波全相位的二次谐波阻抗，大大提高了射频晶体管的器件性能。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920105358.9
申请日:2019-01-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209170311U
授权时间:20190726
主分类号:H03C 1/08
专利分类号:H03C1/08;H03C7/02
范畴分类:38J;
申请人:苏州华太电子技术有限公司
第一申请人:苏州华太电子技术有限公司
申请人地址:215000 江苏省苏州市吴中区苏州工业园区若水路388号B0604室
发明人:侯富诚
第一发明人:侯富诚
当前权利人:苏州华太电子技术有限公司
代理人:王锋
代理机构:32256
代理机构编号:南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计