一種支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，包括可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、E類(lèi)功率放大級(jí)電路、可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、偏置電路以及穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，其中：可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、E類(lèi)功率放大級(jí)電路和可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)依次連接，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)傳送至E類(lèi)功率放大級(jí)電路，再經(jīng)可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)而輸出；偏置電路與E類(lèi)功率放大級(jí)電路連接，偏置電路給E類(lèi)功率放大級(jí)電路提供直流偏置；穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)連接于可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出與E類(lèi)功率放大級(jí)電路的輸入之間，穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)使E類(lèi)功率放大級(jí)電路工作在絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。本實(shí)用新型射頻功率放大器同時(shí)實(shí)現(xiàn)了既支持多頻段可調(diào)，又具有高工作效率的目標(biāo)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種功率放大器，特別涉及一種適用于長(zhǎng)期演進(jìn)(Long TermEvolut1n, LTE)支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器。

【背景技術(shù)】
[0002]LTE因其高傳輸速率、低系統(tǒng)延遲和優(yōu)化數(shù)據(jù)包的無(wú)線傳輸技術(shù)使得在下一代的移動(dòng)通信中占據(jù)的主導(dǎo)地位，2013年12月4日下午工信部正式向三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)布4G牌照，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通均獲得TD-LTE牌照這也標(biāo)志著中國(guó)進(jìn)入4G時(shí)代。然而全球因?yàn)椴煌貐^(qū)選擇的LTE頻段互不相同。例如北美選擇的是700/800和1700/1900MHZ，歐洲使用的是800/1800/2600MHZ，亞洲選擇使用2400/2600MHz頻段。這樣不同地區(qū)頻段不同會(huì)導(dǎo)致某地區(qū)使用的終端可能在另一地區(qū)就無(wú)法使用，因此需要使用支持多頻段的終端設(shè)備。
[0003]射頻功率放大器作為無(wú)線通信設(shè)備的核心部件，位于發(fā)射機(jī)的末端，是終端射頻設(shè)備的重要前端組成部分。目前解決多頻段的傳統(tǒng)功率放大器的主要實(shí)現(xiàn)方式是集成多個(gè)支持不同頻段的射頻功率放大器。但是這種實(shí)現(xiàn)方式具有面積大，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗和成本都很高的問(wèn)題。
[0004]很多傳統(tǒng)的無(wú)線設(shè)備工作效率低下，造成了大量的資源浪費(fèi)，因此如何提高通信系統(tǒng)工作效率，減小運(yùn)營(yíng)成本和能耗提高通信行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益成為人們研究的熱點(diǎn)。
[0005]如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)既支持多頻段可調(diào)，又具有高工作效率的射頻功率放大器成為業(yè)內(nèi)值得研究的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)既支持多頻段可調(diào)，又具有高工作效率的射頻功率放大器。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，該可調(diào)諧高效功率放大器包括可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、E類(lèi)功率放大級(jí)電路、可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和偏置電路和穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，其中:所述可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路和所述可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)依次連接，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)傳送至所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路，再經(jīng)所述可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)而輸出；所述偏置電路與所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路連接，所述偏置電路給所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路提供直流偏置；所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)連接于所述可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出與所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路的輸入之間，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)使所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路工作在絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。
[0010]上述方案中，所述可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括:第一至第三隔直電容(Cl、C2、C3)、第七至第八輸入可調(diào)匹配電容(C7、C8)、第一至第三扼流電感(L1、L2、L3)和第四輸入匹配電感L4，其中:所述第一隔直電容Cl 一端作為信號(hào)輸入端，另一端依次通過(guò)第七輸入可調(diào)匹配電容C7、第二隔直電容C2、第四輸入匹配電感L4、第三隔直電容C3與所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路相連接；所述第三扼流電感L3—端接地，另一端連接于第一隔直電容Cl與第七輸入可調(diào)匹配電容C7之間；所述第一扼流電感LI 一端接偏置，另一端連接于第七輸入可調(diào)匹配電容C7與第二隔直電容C2之間；所述第二扼流電感L2 —端接偏置，另一端連接于第二隔直電容C2與第四輸入匹配電感L4之間；所述第八輸入可調(diào)匹配電容CS —端接地，另一端連接于第二隔直電容C2與第四輸入匹配電感L4之間。
[0011]上述方案中，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)采用RLC網(wǎng)絡(luò)，包括依次串聯(lián)連接的第一電阻R1、第五電感L5和第十電容C10，其中，所述第一電阻Rl —端連接于第三隔直電容C3與所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路之間，另一端連接于第五電感L5 ;第十電容ClO—端連接于第五電感L5，另一端接地。
[0012]上述方案中，所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路采用E類(lèi)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括晶體管、第四及第五隔直電容(C4、C5)、第六至第八扼流電感(L6、L7、L8)、可變轉(zhuǎn)向電容Cd、可變調(diào)諧電容C和調(diào)諧電感Lx，其中:所述晶體管的柵端作為信號(hào)輸入，源端接地，漏端依次通過(guò)第四隔直電容C4、第五隔直電容C5及可變調(diào)諧電容C連接于調(diào)諧電感Lx ;所述可變轉(zhuǎn)向電容Cd一端連接于第四隔直電容C4與第五隔直電容C5之間，另一端接地；所述第六扼流電感L6一端連接于第四隔直電容C4與第五隔直電容C5之間，另一端接直流偏置；所述第七扼流電感L7 —端連接于第五隔直電容C5與可變調(diào)諧電容C之間，另一端接直流偏置；所述第八扼流電感L8 —端連接于可變調(diào)諧電容C與調(diào)諧電感Lx之間，另一端接地。
[0013]上述方案中，所述可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括第六隔直電容C6、第十扼流電感L10、第九可變輸出匹配電容C9和第九輸出匹配電感L9，其中:所述第六隔直電容C6與第九輸出匹配電感L9相連接，所述第九輸出匹配電感L9另一端接該可調(diào)諧高效功率放大器的輸出端；所述第十扼流電感LlO—端連接于第六隔直電容C6與第九輸出匹配電感L9之間，另一端接直流偏置；所述第九可變輸出匹配電容C9 一端連接于第六隔直電容C6與第九輸出匹配電感L9之間，另一端接地。
[0014](三)有益效果
[0015]本實(shí)用新型提供的這種支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，采用E類(lèi)功率放大器與可重構(gòu)或可調(diào)諧電路網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，E類(lèi)功率放大器可以提供很高的工作效率，可重構(gòu)或可調(diào)諧電路網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)電路進(jìn)行調(diào)諧處理，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在不同頻段進(jìn)行工作，將E類(lèi)功率放大器與可重構(gòu)或可調(diào)諧電路網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，擁有工作效率高、多工作頻段可調(diào)的特點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了既具備簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)支持多頻段可調(diào)，又具有高工作效率的射頻功率放大器。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型提供的支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器的原理圖。
[0017]圖2是圖1所示的可調(diào)諧高效功率放大器中可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的電路圖。
[0018]圖3是圖1所示的可調(diào)諧高效功率放大器中穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的電路圖。
[0019]圖4是圖1所示的可調(diào)諧高效功率放大器中E類(lèi)功率放大級(jí)電路的電路圖。
[0020]圖5是圖1所示的可調(diào)諧高效功率放大器中可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]如圖1-圖5所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，該可調(diào)諧高效功率放大器包括可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、E類(lèi)功率放大級(jí)電路、可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和偏置電路和穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，其中:可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、E類(lèi)功率放大級(jí)電路和可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)依次連接，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)傳送至E類(lèi)功率放大級(jí)電路，再經(jīng)可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)而輸出；偏置電路與E類(lèi)功率放大級(jí)電路連接，偏置電路給E類(lèi)功率放大級(jí)電路提供直流偏置；穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)連接于可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出與E類(lèi)功率放大級(jí)電路的輸入之間，穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)使E類(lèi)功率放大級(jí)電路工作在絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。
[0023]如圖2所示，可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括:第一至第三隔直電容(Cl、C2、C3)、第七至第八輸入可調(diào)匹配電容(C7、CS)、第一至第三扼流電感(L1、L2、L3)和第四輸入匹配電感L4，其中:第一隔直電容Cl 一端作為信號(hào)輸入端，另一端依次通過(guò)第七輸入可調(diào)匹配電容C7、第二隔直電容C2、第四輸入匹配電感L4、第三隔直電容C3與E類(lèi)功率放大級(jí)電路相連接；第三扼流電感L3—端接地，另一端連接于第一隔直電容Cl與第七輸入可調(diào)匹配電容C7之間；第一扼流電感LI 一端接偏置，另一端連接于第七輸入可調(diào)匹配電容C7與第二隔直電容C2之間；第二扼流電感L2 —端接偏置,另一端連接于第二隔直電容C2與第四輸入匹配電感L4之間；第八輸入可調(diào)匹配電容CS —端接地，另一端連接于第二隔直電容C2與第四輸入匹配電感L4之間。
[0024]如圖3所示，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)采用RLC網(wǎng)絡(luò)，包括依次串聯(lián)連接的第一電阻R1、第五電感L5和第十電容C10，其中，所述第一電阻Rl —端連接于第三隔直電容C3與所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路之間，另一端連接于第五電感L5 ;第十電容ClO—端連接于第五電感L5，另一端接地。
[0025]如圖4所示，E類(lèi)功率放大級(jí)電路采用E類(lèi)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括晶體管、第四及第五隔直電容(C4、C5)、第六至第八扼流電感(L6、L7、L8)、可變轉(zhuǎn)向電容Cd、可變調(diào)諧電容C和調(diào)諧電感Lx，其中:晶體管的柵端作為信號(hào)輸入，源端接地，漏端依次通過(guò)第四隔直電容C4、第五隔直電容C5及可變調(diào)諧電容C連接于調(diào)諧電感Lx ;可變轉(zhuǎn)向電容Cd —端連接于第四隔直電容C4與第五隔直電容C5之間，另一端接地；第六扼流電感L6 —端連接于第四隔直電容C4與第五隔直電容C5之間，另一端接直流偏置；第七扼流電感L7 —端連接于第五隔直電容C5與可變調(diào)諧電容C之間，另一端接直流偏置；第八扼流電感L8 —端連接于可變調(diào)諧電容C與調(diào)諧電感Lx之間，另一端接地。
[0026]如圖5所示，可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括第六隔直電容C6、第十扼流電感L10、第九可變輸出匹配電容C9和第九輸出匹配電感L9，其中:第六隔直電容C6與第九輸出匹配電感L9相連接，第九輸出匹配電感L9另一端接該可調(diào)諧高效功率放大器的輸出端；第十扼流電感LlO —端連接于第六隔直電容C6與第九輸出匹配電感L9之間，另一端接直流偏置；第九可變輸出匹配電容C9 一端連接于第六隔直電容C6與第九輸出匹配電感L9之間，另一端接地。
[0027]本實(shí)用新型提供的這種支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，其工作原理如下:
[0028]如圖4所示，偏置電路為晶體管提供直流偏置，使晶體管工作在E類(lèi)開(kāi)關(guān)狀態(tài)。通過(guò)控制DCbias3改變可變轉(zhuǎn)向電容Cd的大??；控制DCbias4來(lái)改變可變調(diào)諧電容C的大小，使調(diào)諧電容和調(diào)諧電感諧振在不同的頻段工作，進(jìn)而使本實(shí)用新型功率放大器可以在不同頻段下工作。
[0029]參見(jiàn)圖2和圖5，通過(guò)改變偏置DCbiasl、DCbias2、DCbias5來(lái)控制第七至第九可變輸出匹配電容(C7、CS、C9)的電容大小，以調(diào)整可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)和可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)采用共軛匹配方式，以都得到足夠的功率增益。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)采用最佳負(fù)載阻抗，得到最佳輸出功率。
[0030]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031]1、本實(shí)用新型提供的支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，通過(guò)改變偏壓來(lái)控制可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大級(jí)、可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中的可變電容達(dá)到不同頻段之間切換工作的效果。
[0032]2、本實(shí)用新型提供的支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，由于采用E類(lèi)功率放大器結(jié)構(gòu)，所以本實(shí)用新型功率放大器擁有很高的工作效率。
[0033]3、本實(shí)用新型提供的支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0034]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，其特征在于，該可調(diào)諧高效功率放大器包括可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、E類(lèi)功率放大級(jí)電路、可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、偏置電路和穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，其中: 所述可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路和所述可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)依次連接，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)傳送至所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路，再經(jīng)所述可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)而輸出； 所述偏置電路與所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路連接，所述偏置電路給所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路提供直流偏置； 所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)連接于所述可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出與所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路的輸入之間，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)使所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路工作在絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，其特征在于，所述可調(diào)諧輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括:第一至第三隔直電容(Cl、C2、C3)、第七至第八輸入可調(diào)匹配電容(C7、C8)、第一至第三扼流電感(L1、L2、L3)和第四輸入匹配電感(L4)，其中: 所述第一隔直電容(Cl) 一端作為信號(hào)輸入端，另一端依次通過(guò)第七輸入可調(diào)匹配電容(C7)、第二隔直電容(C2)、第四輸入匹配電感(L4)、第三隔直電容(C3)與所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路相連接； 所述第三扼流電感(L3) —端接地，另一端連接于第一隔直電容(Cl)與第七輸入可調(diào)匹配電容(C7)之間； 所述第一扼流電感(LI) 一端接偏置，另一端連接于第七輸入可調(diào)匹配電容(C7)與第二隔直電容(C2)之間； 所述第二扼流電感(L2) —端接偏置，另一端連接于第二隔直電容(C2)與第四輸入匹配電感(L4)之間； 所述第八輸入可調(diào)匹配電容(CS) —端接地，另一端連接于第二隔直電容(C2)與第四輸入匹配電感(L4)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，其特征在于，所述穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)采用RLC網(wǎng)絡(luò)，包括依次串聯(lián)連接的第一電阻(Rl)、第五電感(L5)和第十電容(ClO)，其中，所述第一電阻(Rl) —端連接于第三隔直電容(C3)與所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路之間，另一端連接于第五電感(L5);第十電容(ClO) —端連接于第五電感(L5)，另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，其特征在于，所述E類(lèi)功率放大級(jí)電路采用E類(lèi)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括晶體管、第四及第五隔直電容(C4、C5)、第六至第八扼流電感(L6、L7、L8)、可變轉(zhuǎn)向電容(Cd)、可變調(diào)諧電容(C)和調(diào)諧電感(Lx)，其中: 所述晶體管的柵端作為信號(hào)輸入，源端接地，漏端依次通過(guò)第四隔直電容(C4)、第五隔直電容(C5)及可變調(diào)諧電容(C)連接于調(diào)諧電感(Lx)； 所述可變轉(zhuǎn)向電容(Cd) —端連接于第四隔直電容(C4)與第五隔直電容(C5)之間，另一端接地； 所述第六扼流電感(L6) —端連接于第四隔直電容(C4)與第五隔直電容(C5)之間，另一端接直流偏置； 所述第七扼流電感(L7) —端連接于第五隔直電容(C5)與可變調(diào)諧電容(C)之間，另一端接直流偏置； 所述第八扼流電感(L8) —端連接于可變調(diào)諧電容(C)與調(diào)諧電感(Lx)之間，另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述支持多頻段的可調(diào)諧高效功率放大器，其特征在于，所述可調(diào)諧輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括第六隔直電容(C6)、第十扼流電感(LlO)、第九可變輸出匹配電容(C9)和第九輸出匹配電感(L9)，其中: 所述第六隔直電容(C6)與第九輸出匹配電感(L9)相連接，所述第九輸出匹配電感(L9)另一端接該可調(diào)諧高效功率放大器的輸出端； 所述第十扼流電感(LlO) —端連接于第六隔直電容(C6)與第九輸出匹配電感(L9)之間，另一端接直流偏置； 所述第九可變輸出匹配電容(C9) 一端連接于第六隔直電容(C6)與第九輸出匹配電感(L9)之間，另一端接地。
【文檔編號(hào)】H03F1/02GK204013405SQ201420426684
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】劉洪剛, 周佳輝, 常虎東 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所