基于TDD-LTE終端二次諧波的抑制應用設計

一、二次諧波產(chǎn)生

諧波產(chǎn)生的根本原因是由非線(xiàn)性負載所致。當電流流經(jīng)負載時(shí)，與所加的電壓不呈線(xiàn)性關(guān)系，就形成非性的正弦電流，從而產(chǎn)生諧波。諧波頻率都是基波頻率的整倍數，根據法國數學(xué)家傅立葉(M.Fourier)分析原理：任何重復的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。

Band 40 TDD-LTE二次諧波要求-30dBc以下，為了保證高低溫下測試通過(guò)，常溫下終端制造商均會(huì )保證二次諧波在-36dBc以下，Band 40 TDD-LTE功放產(chǎn)生的諧波如下：

目前市場(chǎng)上B40濾波器在二次諧波的抑制典型值大約是24dB.理論上看，此濾波器足夠抑制二次諧波。在實(shí)際的B40 TDD-LTE終端項目中，功放輸出到天線(xiàn)輸出口的插損是4dB,那么天線(xiàn)輸出23.5dBm的時(shí)候，功放的輸出功率是27.5dBm,此時(shí)的二次諧波完全可以滿(mǎn)足-30dBc的標準。

但是實(shí)際上，由于器件均有非線(xiàn)性，濾波器開(kāi)關(guān)也存在這樣的問(wèn)題，外加PCB Layout走線(xiàn)的不規則，項目實(shí)際測試的，二次諧波結果為-28dBc,不能滿(mǎn)足標準。

二、LC濾波器仿真及調試

本項目采用LC無(wú)源低通濾波器有效的抑制了信號的二次諧波。此濾波器僅利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構成，其優(yōu)點(diǎn)是：電路比較簡(jiǎn)單，不需要直流電源供電，可靠性高。本項目設計中，濾波器后端預留π型匹配如圖3所示。

經(jīng)過(guò)ADS仿真，濾波器對二次諧波的抑制度參考圖4所示曲線(xiàn)：紅色曲線(xiàn)表示L型匹配在2.0GHz~5.5GHz的插損，藍色曲線(xiàn)π型匹配在此頻率區間的插損。我們可以比較得到，π型匹配具備更好的帶內插損和帶外抑制，是本項目選擇的最佳方案。

采用仿真提供的π型匹配方案，經(jīng)過(guò)實(shí)際的調試，當C1為1.2pF,L1為2.4nH,C2為1.2pF時(shí)候，二次諧波得到最佳的有效抑制，數據如圖5所示。

三、結束語(yǔ)

本文主要通過(guò)采用LC濾波器，借助ADS仿真，采用了有效的匹配方式，解決了Band 40TDD-LTE二次諧波問(wèn)題。