基于TDD-LTE終端二次諧波的抑制應用設計

一、二次諧波產生

諧波產生的根本原因是由非線性負載所致。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關系，就形成非性的正弦電流，從而產生諧波。諧波頻率都是基波頻率的整倍數，根據法國數學家傅立葉(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，常溫下終端制造商均會保證二次諧波在-36dBc以下，Band 40 TDD-LTE功放產生的諧波如下：

目前市場上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。在實際的B40 TDD-LTE終端項目中，功放輸出到天線輸出口的插損是4dB,那么天線輸出23.5dBm的時候，功放的輸出功率是27.5dBm,此時的二次諧波完全可以滿足-30dBc的標準。

但是實際上，由于器件均有非線性，濾波器開關也存在這樣的問題，外加PCB Layout走線的不規則，項目實際測試的，二次諧波結果為-28dBc,不能滿足標準。

二、LC濾波器仿真及調試

本項目采用LC無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，其優點是：電路比較簡單，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。

經過ADS仿真，濾波器對二次諧波的抑制度參考圖4所示曲線：紅色曲線表示L型匹配在2.0GHz~5.5GHz的插損，藍色曲線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，經過實際的調試，當C1為1.2pF,L1為2.4nH,C2為1.2pF時候，二次諧波得到最佳的有效抑制，數據如圖5所示。

三、結束語

本文主要通過采用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二次諧波問題。