多頻帶射頻功率放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及一種射頻功率放大器(RF power amplifier) ο
【背景技術(shù)】
[0002]射頻功率放大器在無線發(fā)射機(jī)(transmitter，縮寫為TX)、無線收發(fā)機(jī)(transceiver，縮寫為TRX)中得到廣泛運(yùn)用。發(fā)射機(jī)的調(diào)制電路所產(chǎn)生的射頻信號(hào)功率很小，需要經(jīng)過一系列的放大以獲得足夠的射頻功率以后，才能饋送到天線上發(fā)射出去。射頻功率放大器就是用來將小功率的射頻信號(hào)放大以獲得足夠大的射頻輸出功率。
[0003]早期的射頻功率放大器通常只針對一個(gè)頻帶進(jìn)行優(yōu)化。隨著多模多頻移動(dòng)終端的日益普及，現(xiàn)在的射頻功率放大器越來越強(qiáng)調(diào)對多個(gè)頻段的支持。
[0004]申請公布號(hào)為CN103986422A、申請公布日為2014年8月13日的中國發(fā)明專利申請公開了一種雙頻帶射頻功率放大器阻抗匹配電路。所述阻抗匹配電路包括在射頻源和負(fù)載之間串聯(lián)的主匹配模塊和串聯(lián)匹配模塊，還包括在串聯(lián)匹配模塊和負(fù)載之間并聯(lián)的并聯(lián)匹配模塊。當(dāng)用于第一頻率時(shí)，僅由主匹配模塊進(jìn)行阻抗匹配，串聯(lián)匹配模塊不影響阻抗匹配，并聯(lián)阻抗模塊呈現(xiàn)開路狀態(tài)。當(dāng)用于第二頻率時(shí)，僅由串聯(lián)匹配模塊和并聯(lián)匹配模塊進(jìn)行阻抗匹配。該文獻(xiàn)所公開的阻抗匹配電路內(nèi)部、或其與主路徑之間都沒有開關(guān)，不同頻率的射頻信號(hào)自動(dòng)選擇是經(jīng)過主匹配模塊還是經(jīng)過串聯(lián)匹配模塊和并聯(lián)匹配模塊，這就使該阻抗匹配電路的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、設(shè)計(jì)成本高。申請公布號(hào)為CN103997305A、申請公布日為2014年8月20日的中國發(fā)明專利申請公開了一種三頻帶射頻功率放大器阻抗匹配電路，原理相似，也有同樣的問題。
[0005]申請公布號(hào)為CN104617893A、申請公布日為2015年5月13日的中國發(fā)明專利申請公開了一種多頻帶射頻功率放大器。所述射頻功率放大器具有至少兩級(jí)功放管，在第一級(jí)功放管與輸入端之間具有輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，相鄰的兩級(jí)功放管之間具有級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)，最后一級(jí)功放管與輸出端之間具有輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的至少一個(gè)連接阻抗匹配元件，通過調(diào)整阻抗匹配元件就能使射頻功率放大器工作于不同頻段。該文獻(xiàn)所公開的阻抗匹配元件為電容、電感或電阻，且阻抗匹配元件通過開關(guān)器件連接到各個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)。開關(guān)器件可以是射頻開關(guān)或繼電器。如果開關(guān)器件采用射頻開關(guān)，則當(dāng)阻抗匹配元件采用電容和/或電感時(shí)工作在射頻頻段會(huì)產(chǎn)生比較大的電壓擺幅，該電壓擺幅甚至?xí)^射頻開關(guān)的控制電壓而使得射頻開關(guān)難以關(guān)斷而始終維持接通狀態(tài)。如果開關(guān)器件采用繼電器，繼電器的體積較大，難以與集成電路的制造和封裝工藝相集成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種射頻功率放大器，其中的放大單元可在不同頻段都達(dá)到最佳匹配負(fù)載，得到性能優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器覆蓋兩個(gè)以上的頻段。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本申請多頻帶射頻功率放大器為單級(jí)放大電路、或兩個(gè)或更多的單級(jí)放大電路級(jí)聯(lián)構(gòu)成的多級(jí)放大電路。每個(gè)單級(jí)放大電路在射頻輸入端和射頻輸出端之間又依次串聯(lián)有放大單元和匹配網(wǎng)絡(luò)，在放大單元和匹配網(wǎng)絡(luò)之間還連接有一個(gè)或多個(gè)阻抗變換單元。每個(gè)阻抗變換單元工作或不工作的狀態(tài)相互組合，使得所述射頻功率放大器覆蓋兩個(gè)以上的頻段。
[0008]本申請取得的技術(shù)效果是提供了一種覆蓋多頻段的射頻功率放大器，電路結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
【附圖說明】
[0009]圖1是本申請多頻帶射頻功率放大器的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本申請多頻帶射頻功率放大器的實(shí)施例一的具體結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0011]圖3是本申請多頻帶射頻功率放大器的實(shí)施例一的具體結(jié)構(gòu)示意圖二
[0012]圖4是本申請多頻帶射頻功率放大器的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5是本申請多頻帶射頻功率放大器的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖6是本申請?zhí)峁┑碾姼械膶?shí)現(xiàn)方式示意圖。
[0015]圖中的附圖標(biāo)記為:LI為電感一;Tl為功率管;C2為電容二;L2為電感二; T2為開關(guān)管;C3為電容三;L3為電感三。
【具體實(shí)施方式】
[0016]請參閱圖1，這是本申請多頻帶射頻功率放大器的實(shí)施例一。所述射頻功率放大器在射頻輸入端RFin和射頻輸出端RFout之間依次串聯(lián)有放大單元和匹配網(wǎng)絡(luò)，在放大單元和匹配網(wǎng)絡(luò)之間還連接有阻抗變換單元。所述阻抗變換單元中包含開關(guān)器件，例如為HBT(異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)、M0SFET(金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)等開關(guān)管。所述開關(guān)器件受控于信號(hào)cont而呈現(xiàn)接通或斷開狀態(tài)，相應(yīng)地使得阻抗變換單元工作或不工作。當(dāng)開關(guān)器件斷開時(shí)，阻抗變換單元不工作，匹配網(wǎng)絡(luò)可以在第一頻段將射頻輸出端RFout的負(fù)載匹配到放大單元的最佳阻抗，實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器覆蓋第一頻段。當(dāng)開關(guān)器件接通時(shí)，阻抗變換單元工作，通過調(diào)試阻抗變換單元以使匹配網(wǎng)絡(luò)和阻抗變換單元的總和在第二頻段將射頻輸出端的負(fù)載匹配到放大單元的最佳阻抗，實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器覆蓋第二頻段。因此，圖1所示的實(shí)施例一提供了一種雙頻帶射頻功率放大器。
[0017]請參閱圖2，作為一種示例，所述放大單元包括串聯(lián)的電感一LI和功率管一 Tl。電感一 LI的另一端接工作電壓。功率管一 Tl的另一端接地，射頻輸入端RFin連接到功率管一Tl的控制端。電感一 LI和功率管一 Tl的連接端作為放大單元的輸出端。當(dāng)無射頻信號(hào)輸入時(shí)，功率管一 Tl不工作，放大單元也就不工作。當(dāng)有射頻信號(hào)輸入時(shí)，功率管一 Tl才工作，放大單元也才工作。
[0018]仍請參閱圖2，作為一種示例，所述阻抗變換單元包括依次串聯(lián)的電容二C2、電感二 L2和開關(guān)管T2。電容二 C2的另一端連接到射頻通道，也就是連接到放大單元的輸出端和匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端。開關(guān)管T2的另一端接地，控制信號(hào)cont連接到開關(guān)管T2的控制端。當(dāng)控制信號(hào)無輸入時(shí)，開關(guān)管T2不工作，阻抗變換單元也就不工作。當(dāng)控制信號(hào)有輸入時(shí)，開關(guān)管T2才工作，阻抗變換單元也才工作。
[0019]請參閱圖3，作為另一種示例，所述阻抗變換單元包括依次串聯(lián)的電感二L2、電容二 C2和開關(guān)管T2。電感二 L2的另一端連接到射頻通道，也就是連接到放大單元的輸出端和匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端。開關(guān)管Τ2的另一端接地，控制信號(hào)cont連接到開關(guān)管Τ2的控制端。當(dāng)控制信號(hào)無輸入時(shí)，開關(guān)管T2不工作，阻抗變換單元也就不工作。當(dāng)控制信號(hào)有輸入時(shí)，開關(guān)管T2才工作，阻抗變換單元也才工作。
[0020]仍請參閱圖2，作為一種示例，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包括電感三L3和電容三C3。電感三L3的一端連接放大單元的輸出端和阻抗變換單元的接入端，電感三L3的另一端連接射頻輸出端RFout ο電容三C3的一端連接射頻輸出端RFout，電容三C3的另一端接地。
[0021]請參閱圖4，這是本申請多頻帶射頻功率放大器的實(shí)施例二。所述射頻功率放大器在射頻輸入端RFin和射頻輸出端RFout之間依次串聯(lián)有放大單元和匹配網(wǎng)絡(luò)，在放大單元和匹配網(wǎng)絡(luò)之間還連接有兩個(gè)以上(含兩個(gè))的阻抗變換單元。每個(gè)阻抗變換單元中包含開關(guān)器件，例如為HBT、M0S等開關(guān)管。每個(gè)開關(guān)器件受控于不同的信號(hào)cont j、cont_2而各自呈現(xiàn)接通或斷開狀態(tài)，相應(yīng)地使得每個(gè)阻抗變換單元工作或不工作。
[0022]圖4所示的實(shí)施例二中，放大單元、阻抗變換單元、匹配單元也可如圖2或圖3所示。
[0023]圖4所示的實(shí)施例二中，如果具有η個(gè)阻抗變換單元(η為自然數(shù))，則提供了最多滿足2η個(gè)頻帶的射頻功率放大器。以η = 2為例，則提供了最多滿足四個(gè)頻帶的射頻功率放大器。當(dāng)兩個(gè)阻抗變換單元都不工作，匹配網(wǎng)絡(luò)可以在第一頻段將射頻輸出端RFout的負(fù)載匹配到放大單元的最佳阻抗，實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器覆蓋第一頻段。當(dāng)阻抗變換單元一工作，阻抗變換單元二不工作，未修改匹配網(wǎng)絡(luò)的情況下，通過調(diào)試阻抗變換單元一以使匹配網(wǎng)絡(luò)和阻抗變換單元一的總和