[发明专利]用于非线性电路的阻抗匹配网络

说明书

发明背景

本发明涉及电子电路，具体地说，涉及减小有源电路的互调(intermodulation)失真的阻抗匹配网络。

通常在许多电子电路(electronics circuit)包括通信系统的接收机和发射机中使用有源电路(诸如低噪声放大器(LAN)和功率放大器(PA))。可用线性度(linearity)、噪声指数(figure)、功率消耗等定量表示有源电路的性能。一般，这些特性导致相互冲突的设计考虑。

用下列传递函数近似无记忆(memoryless)有源电路：

y(x)＝a₁·x＋a₂·x²＋a₃·x₃+更高阶项    等式(1)

其中，x是输入信号，y(x)是输出信号，而a₁、a₂和a₃是定义有源电路的线性度的系数。为了简化分析，一般忽略更高阶项(即，高于第三阶的项)。对一个理想的线性有源电路，系数a₂和a₃是0.0，而且输出信号简单地与的输入信号按a₁成比例。然而，所有有源电路都受到用系数a₂和a₃定量表示的一些量的非线性度。系数a₂定义第二阶非线性度的量，而系数a₃定义第三阶非线性度的量。

在窄带通信系统中使用有源电路，其中上述通信系统根据具有预定带宽和中心频率的输入RF信号进行操作。输入RF信号一般包括位于频谱内的所需信号以及其它不需要的信号。在有源电路中的非线性度导致不想要的信号互调，从而使得产物(product)都落在所需信号带内。

例如，输入RF信号包括以f_d为中心的所需信号m(t)和在f₁和f₂下的不想要的(即，寄生)信号。输入RF信号可表示如下：

x(t)＝m(t)＋g₁·cos(ω₁t)＋g₂·cos(ω₂t)    等式(2)

当向具有等式(1)的传递函数的有源电路提供输入RF信号x(t)，其中a₂和a₃是非零值时，产生互调产物。

图1A示出输入RF信号和互调产物。具体地说，有源电路第二阶非线性度(即，由等式1中的x²项所致)在不同频率下产生第二阶互调(IM2)产物，它包括由于不想要的信号得到的在频率(f₂－f₁)、(2·f₁)、(2·f₂)和(f₁＋f₂)下的那些IM2产物。由于有源电路的非线性输入阻抗和在输出和输入之间的耦合，使得这些IM2产物出现在有源电路的输出端，而且还出现在有源电路的输入端。于是，有源电路相同的第二阶非线性度可将这些IM2产物与最初不想要的信号混合产生在多个频率下的，包括落在所需频带内的第三阶互调(IM3)产物。此外，有源电路的第三阶非线性度(例如，在等式1中的x³项所致)产生的IM3产物与第二阶非线性度所得的IM3产物的频率相同。落在所需频带内的IM3产物是那些在频率为(2·f₂－f₁)和(2·f₁－f₂)下的产物。