專利名稱：一體化信號放大模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一體化信號放大模塊
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及移動通信系統(tǒng)中的一種用于對下行信號和上行信號進(jìn)行功率放大的一體化信號放大模塊。
背景技術(shù)：
隨著無線通信的發(fā)展，降低運(yùn)營成本、實(shí)現(xiàn)高效覆蓋一直都是移動通信運(yùn)營商的普遍要求。目前國內(nèi)的移動通信產(chǎn)業(yè)格局中，為了實(shí)現(xiàn)3G業(yè)務(wù)和長期占主導(dǎo)地位的2G或 2. 5G業(yè)務(wù)的同時有效覆蓋，在無線優(yōu)化及無線覆蓋設(shè)備中要同時用到不同制式的多個功率放大模塊。功率放大模塊在數(shù)量上往往非常龐大，必然增加覆蓋設(shè)備的小型化的難度，同時，也會增加設(shè)備的功率耗散。這些都將增加覆蓋設(shè)備的運(yùn)營投資和運(yùn)營維護(hù)的成本。另外，為了增大無線覆蓋的范圍，功放需要有較高的輸出功率，較高的輸出功率就對用于電路布線的基材提出更高的要求，要求其具備介質(zhì)損耗小、一致性好、散熱性能優(yōu)等特點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常的解決方案是功率放大器的整個印刷電路板的基材全部采用介質(zhì)損耗小、一致性能好的ROgers4350B，同時，為保證其良好的散熱性能，功率放大器印刷電路板的疊層方式通常采用雙層板的方式實(shí)現(xiàn)。這種方案存在幾個不足由于整個功率放大模塊除了集成有功率放大電路及其匹配電路以外，還包括有用于完成各種輔助功能的輔助電路，如柵壓控制電路、告警電路等，電路布局所占面積會比較大，而Rogers 4350B的板材在成本方面比其他普通的板材要高10倍以上，如果采用同一種基材，必然增加功率放大模塊的成本。同樣，還是因?yàn)榘谐β史糯箅娐芬酝獾妮o助電路，必然造成整個模塊的走線較為復(fù)雜，而現(xiàn)有的方案中，雙層板布線本來就已經(jīng)很難，而且要保證用于射頻部分的走線的對應(yīng)參考地不能被分割，這都將大大的增加模塊的走線難度，進(jìn)而影響模塊的高集成度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種一體化信號放大模塊，以通過高度集成功放電路、功放低噪放電路等部件和通過選取不同基材作為電路板來減小多制式、 多通道無線優(yōu)化和無線覆蓋接入系統(tǒng)的體積和成本。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型的一體化信號放大模塊，包括用于對下行信號進(jìn)行功率放大的功放電路、和利用兩個射頻開關(guān)進(jìn)行上、下行信號切換并分別對下行信號和上行信號進(jìn)行放大的至少一個功放低噪放電路，以及用于對前述電路進(jìn)行供電、監(jiān)控接入的輔助電路，所述各電路均集成于電路板上。根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例所揭示，所述各電路均印制于同一電路板上。所述各電路與同一輔助電路相連接。根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例所揭示，所述功放電路、功放低噪放電路各獨(dú)立配備一個所述的輔助電路，一功放電路和一與其相應(yīng)的輔助電路共同集成于同一電路板上，一功放低噪聲電路和一與其 相應(yīng)的輔助電路共同集成于同一電路板上。根據(jù)本實(shí)用新型的再一實(shí)施例所揭示，所述功放低噪放電路具體包括用于對上行信號進(jìn)行放大的低噪聲放大電路和用于對下行信號進(jìn)行放大的功放電路。所述各個功放電路具有完全相同的功放單元，每個功放單元均獨(dú)立地印制于一輔助電路板上，所述的各電路除所述功放單元外的其它構(gòu)成均印制在同一塊主電路板上，該主電路板與各輔助電路板相拼接以實(shí)現(xiàn)該信號放大模塊在結(jié)構(gòu)和電氣上的組裝。具體的，所述主電路板上對應(yīng)所述各個輔助電路板設(shè)置有窗孔，所述各個輔助電路板剛好相應(yīng)地置入各個窗孔與主電路板實(shí)現(xiàn)拼接。所述功放單元包括逐級對下行信號進(jìn)行放大的推動級放大管和末級放大管。所述主電路板與所述輔助電路板的基材不同。本實(shí)用新型的一體化信號放大模塊中，所述功放低噪放電路的個數(shù)為兩個，獨(dú)立于功放低噪放電路的所述功放電路的個數(shù)為一個，在空間位置上，所述兩個功放低噪放電路居于所述獨(dú)立于功放低噪放電路之外的功放電路的兩側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、實(shí)現(xiàn)了高度的集成通過將各個功放低噪放電路和功放電路合理化地集成于不同的電路板上，實(shí)現(xiàn)對多制式、多通道功率放大器和低噪聲放大器進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)的同時， 還可進(jìn)行最小化空間排布，減小一體化信號放大模塊的體積，尤其輔助電路板與主電路板之間采用窗孔拼接的方式實(shí)現(xiàn)時，更可進(jìn)一步節(jié)約模塊的內(nèi)部空間；2、節(jié)省了設(shè)備成本通過采用多個分離的電路板進(jìn)行拼接，不同的電路板可以采用不同的基材實(shí)現(xiàn)，由此針對高性能要求的電路板可以匹配高成本的基材，例如Roger 4350B,針對低性能要求的電路板則可以配備低成本的基材，例如FR-4，便可以進(jìn)一步降低一體化信號放大模塊的成本；3、便于標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施通過電路板拼接的方式，每一塊電路板上印制一個單一的電路單元，實(shí)現(xiàn)一個單一的功能，不同制式不同通道所具有的相同電路單元可以被提取出來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，由此更便于規(guī)?；a(chǎn)。

圖1是本實(shí)用新型一體化信號放大模塊第一實(shí)施例的平面布局示意圖；圖2是本實(shí)用新型一體化信號放大模塊第二實(shí)施例的平面布局示意圖；圖3是本實(shí)用新型一體化信號放大模塊第三實(shí)施例的平面布局示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明請參閱圖1，本實(shí)用新型一體化信號放大模塊的第一實(shí)施例中，具有三個相互獨(dú)立的電路板81、82、83，在空間位置上置于同一平面，相互靠近拼接。位于頂部的電路板81與位于底部的電路板83具有相同的電路結(jié)構(gòu)，均集成有功放低噪放電路1和與該功放低噪放電路1相應(yīng)連接的輔助電路61、63，也即為每個功放低噪放電路1獨(dú)立配備一個輔助電路 61、63，該輔助電路61、63用于完成對相應(yīng)的功放低噪放電路1的供電支持和監(jiān)控功能接入等，具體包括但不限于圖3所揭示的柵壓控制電路605、告警電路606、電源電路607等，本領(lǐng)域技術(shù)人員均知曉輔助電路61、63可適應(yīng)與其連接的放大電路1、2的具體電氣要求做適應(yīng)性的變更。位于中部的電路板82上則僅包含功放電路2和其相應(yīng)的輔助電路62，該一輔助電路62的構(gòu)成與前述與功放低噪放電路1相連接的輔助電路61、63的構(gòu)成同理，且其獨(dú)立為該功放電路2配備，故不行贅述。同理，因電路板83上的功放通道與電路板81上的功放通道具有相同電氣結(jié)構(gòu)，圖1至圖3涉及底部功放低噪放電路3的具體結(jié)構(gòu)的標(biāo)號也從略，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過對照兩個功放低噪放電路1、3的對應(yīng)部件可將本實(shí)用新型后述提及的各部件確定之。參閱圖1的頂部和底部的電路板81、83示例，具體而言，本實(shí)施例的功放低噪放電路1、3采用時分雙工制式，其由兩個用于實(shí)現(xiàn)下行信號和上行信號時分切換的射頻開關(guān) 11，12、用于對下行信號進(jìn)行放大的功放電路(下行鏈路)，以及用于對上行信號進(jìn)行放大的低噪聲放大電路(上行鏈路)共同構(gòu)成。兩個射頻開關(guān)11、12通過時分切換控制將一路信號分離為下行鏈路和上行鏈路，下行鏈路即由所述功放電路構(gòu)成，上行鏈路則由所述低噪聲放大電路構(gòu)成。所述功放電路由預(yù)推動級放大管101、推動級放大管102、驅(qū)動級放大管103、104等依次連接而成以便對下行信號進(jìn)行放大，放大后的信號經(jīng)環(huán)行器100環(huán)行到射頻端口處。為監(jiān)控或者負(fù)反饋控制的需要，在功放電路中還包括反饋電路71，用于通過耦合器(未標(biāo)號)耦合功放電路的輸出信號供其它未圖示的功能電路做進(jìn)一步處理。所述低噪聲放大電路由低噪聲放大器105、106、107等構(gòu)成。同理，所述獨(dú)立于功放低噪放電路1之外的功放電路2，其與所述功放低噪放電路 1內(nèi)部的功放電路具有相同的電氣結(jié)構(gòu)，具有多個放大管201-204，且同理配備有一個與之連接以完成其柵壓控制、告警、供電等功能的輔助電路62，以及配備有反饋電路72、環(huán)行器 200 等。所述功放電路2、功放低噪放電路1、3及相應(yīng)的輔助電路61、62、63以及一些諸如電源接頭601、控制接頭602之類的周邊模塊都以相應(yīng)的方式固定在不同的電路板上之后， 進(jìn)一步通過將各電路板81、82、83拼接在一起，即可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的一體化信號放大模塊。可見，此一實(shí)施例具有結(jié)構(gòu)簡單，易于組裝等特點(diǎn)，只要將多個電路板81、82、83 在同一水平面上靠近拼接、甚至在縱向上疊裝拼接即可。具體而言，所述三個電路板81、82、 83均可采用介質(zhì)插損較小、一致性較好的Roger4350B作為其基材；考慮到需要保持良好的散熱性能，電路板采用雙層板疊層方式為宜。圖2進(jìn)一步揭示本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，其與前一實(shí)施例的區(qū)別在于，所述兩個功放低噪放電路1、3和獨(dú)立于功放低噪放電路1、3之外的一個功放電路2均被集成于同一電路板8上。適應(yīng)此一改進(jìn)，其輔助電路6統(tǒng)一為一個，輔助電路6進(jìn)一步包含有開關(guān)控制電路608 (參閱圖3)以便實(shí)現(xiàn)用一個統(tǒng)一的輔助電路6對多個所述的功放低噪放電路1， 3、功放電路2的控制。同理，適應(yīng)輔助電路6的簡化設(shè)計(jì)，電源接頭601可僅設(shè)置一個，而控制接頭602則對應(yīng)各個射頻通路一一設(shè)置。適用于第二實(shí)施例，所述電路板8應(yīng)為一體性板材，同理采用介質(zhì)插損較小、一致性較好的Roger 4350B作為其基材；考慮到需要保持良好的散熱性能，該電路板8也是采用雙層板疊層方式為宜。在綜合前述兩實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步揭示本實(shí)用新型的第三實(shí)施例。請參閱圖 3。對比圖2和圖3可以發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施例與第二實(shí)施例具有相同的電路布局，不同之處在于[0027]其一，所述輔助電路6可以被靈活地設(shè)置在其它部位，例如設(shè)置于電路板的背部；其二，電路板由兩部分構(gòu)成，即包括較大面積的主電路板8和三個較小面積的輔助電路板801、802、803，主電路板8上設(shè)置三個窗孔(未標(biāo)號)，窗孔大小與輔助電路板 801,802,803的面積相同，且彼此開關(guān)也相匹配，由此，通過將各個輔助電路板801、802、 803 一一對應(yīng)地置入各個窗孔中，即可實(shí)現(xiàn)主電路板8與輔 助電路板801、802、803之間的相互拼接。如前所述，所述的各功放低噪放電路1、3中用于對下行信號進(jìn)行功率放大的功放電路，與所述獨(dú)立于各功放低噪放電路1、3之外的功放電路2具有相同的電氣結(jié)構(gòu)。這些功放電路2中均包含有一個功放單元，以功放電路2為引用參照，該功放單元由推動級放大管202、驅(qū)動級放大管203、204以及包含耦合器(未標(biāo)號)和耦合器匹配負(fù)載的反饋電路 72共同構(gòu)成。由此，三個功放單元均具有相同的結(jié)構(gòu)，便于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。除所述輔助電路板801、802、803上的功放單元外，功放低噪放電路1、3及獨(dú)立于功放低噪放電路1、3之外的功放電路2的其它電氣結(jié)構(gòu)，以及所述控制接頭602、電源接頭 601和輔助電路6等均集成于所述主電路板8上。通過主電路板8與輔助電路板801、802、 803的拼接，可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的一體化信號放大模塊。比較第二與第三實(shí)施例可知第二實(shí)施例是將一體化信號放大模塊的所有電路都布局在一整塊以Rogers 4350B為基材的印刷電路板上，由于模塊內(nèi)部包含有多個射頻通道，及多個實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)部各功能的輔助電路，電路構(gòu)造復(fù)雜。而且由于模塊內(nèi)部完成射頻信號傳輸?shù)奈鬏斁€對其參考地的嚴(yán)格要求，如果印刷電路板采用雙層板，將會加大模塊的走線難度?？紤]到模塊內(nèi)部除了用于功放電路的推動級和末級放大管部分對印刷電路板的基材要求較高以外，其他部分電路、輔助電路等并沒有較高的要求。因此，第二實(shí)施例中采用單一的要求較高的板材，必然增加其用于印刷電路板方面的成本。因此，第三實(shí)施例避免了此一不足。第三實(shí)施例的布局方法可以同時解決由于高集成度問題帶來的走線難度和由于大面積使用要求較高的印刷電路板基材帶來的成本壓力。第三實(shí)施例將模塊中用于實(shí)現(xiàn)不同功能的電路分布在基材不同的印刷電路板上。 具體而言，第三實(shí)施例將對印刷電路板基材要求不高但電路走線較復(fù)雜的輔助電路、低噪放電路、功率放大電路的用于預(yù)推動的小放大管電路集成在一塊以FR-4為基材的多層板即主電路板8上；將對印刷電路板基材要求高但電路走線較簡單的功放電路的推動級放大管及其匹配電路、末級放大管及其匹配電路、反饋電路等布局在一塊以Rogers 4350B為基材的雙層印刷電路板即輔助電路板801、802、803上。為實(shí)現(xiàn)電路的完整性，在多層板上開有多個形狀和面積大小與各輔助電路板801、802、803 —致的窗孔，在模塊安裝時，將輔助電路板801、802、803嵌入到主電路板8的窗孔中，再進(jìn)行整體固定。主電路板8與嵌入其中各輔助電路板801、802、803之間可以采用多種形式的電路連接，例如采用雙列排座加U 型排針92的方式實(shí)現(xiàn)連接主電路板8與輔助電路板801、802、803之間的信號控制線和電源線的連接；采用射頻連接片91的方式實(shí)現(xiàn)主電路板8與輔助電路板801、802、803之間的小功率射頻信號連接；采用環(huán)形器200(100)接頭焊接在不同電路板上的方式實(shí)現(xiàn)主電路板8與輔助電路板801、802、803之間的大功率射頻信號連接。[0036]綜上所述，本實(shí)用新型將功放電路與功放低噪放電路一體集成于電路板上，且將電路板分離成兩部分用于集成不同的功能電路，兩部分電路板得以選用不同基材，且可就其中電路相同部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，因此，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了信號放大模塊的一體化設(shè)計(jì)， 有利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有利于降低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型盡管只給出以上實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員在通讀本說明書后，結(jié)合公知常識，應(yīng)能聯(lián)想到更多的具體實(shí)施方式
，但是這樣的具體實(shí)施方式
并不超脫本實(shí)用新型權(quán)利要求的精神，任何形式的等同替換或簡單修飾均應(yīng)視為被本實(shí)用新型所包括的實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種一體化信號放大模塊，包括用于對下行信號進(jìn)行功率放大的功放電路、和利用兩個射頻開關(guān)進(jìn)行上、下行信號切換并分別對下行信號和上行信號進(jìn)行放大的至少一個功放低噪放電路，以及用于對前述電路進(jìn)行供電、監(jiān)控接入的輔助電路，其特征在于所述各電路均集成于電路板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化信號放大模塊，其特征在于，所述各電路均印制于同一電路板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化信號放大模塊，其特征在于，所述各電路與同一輔助電路相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化信號放大模塊，其特征在于，所述功放電路、功放低噪放電路各獨(dú)立配備一個所述的輔助電路，一功放電路和一與其相應(yīng)的輔助電路共同集成于同一電路板上，一功放低噪聲電路和一與其相應(yīng)的輔助電路共同集成于同一電路板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化信號放大模塊，其特征在于，所述功放低噪放電路具體包括用于對上行信號進(jìn)行放大的低噪聲放大電路和用于對下行信號進(jìn)行放大的功放電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化信號放大模塊，其特征在于，所述各個功放電路具有完全相同的功放單元，每個功放單元均獨(dú)立地印制于一輔助電路板上，所述的各電路除所述功放單元外的其它構(gòu)成均印制在同一塊主電路板上，該主電路板與各輔助電路板相拼接以實(shí)現(xiàn)該信號放大模塊在結(jié)構(gòu)和電氣上的組裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體化信號放大模塊，其特征在于，所述主電路板上對應(yīng)所述各個輔助電路板設(shè)置有窗孔，所述各個輔助電路板剛好相應(yīng)地置入各個窗孔與主電路板實(shí)現(xiàn)拼接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一體化信號放大模塊，其特征在于，所述功放單元包括逐級對下行信號進(jìn)行放大的推動級放大管和末級放大管。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體化信號放大模塊，其特征在于，所述主電路板與所述輔助電路板的基材不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的一體化信號放大模塊，其特征在于，所述功放低噪放電路的個數(shù)為兩個，獨(dú)立于功放低噪放電路的所述功放電路的個數(shù)為一個，在空間位置上，所述兩個功放低噪放電路居于所述獨(dú)立于功放低噪放電路之外的功放電路的兩側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種一體化信號放大模塊，包括用于對下行信號進(jìn)行功率放大的功放電路、和利用兩個射頻開關(guān)進(jìn)行上、下行信號切換并分別對下行信號和上行信號進(jìn)行放大的功放低噪放電路，以及用于對前述電路進(jìn)行供電、監(jiān)控接入的輔助電路，各電路均集成于電路板上。進(jìn)一步將所述電路板分離為主電路板和輔助電路板，兩部分電路板用于集成模塊的不同功能電路，使得兩部分電路板能根據(jù)性能要求選用不同的基材實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型將功放電路與功放低噪放電路一體集成于電路板上，且將電路板分離成兩部分用于集成不同的功能電路，兩部分電路板得以選用不同基材，且可就其中電路相同部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，因此，本實(shí)用新型利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H03F3/60GK202121553SQ20112020231
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者付敏, 何遲光, 董博, 鐘俊為, 陳建國 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司