双频带、双模式功率放大器制造技术

一种具有驱动放大级的功率放大电路，所述驱动放大级包括一个低频带驱动放大器（４１２）和一个高频带驱动放大器（４０２）。一个末级放大级包括一个用于放大数字式调制信号的线性模式放大器（４０４）和一个用于放大调频（模拟）信号的饱和（非线性）模式放大器（４１４）。一个转接网络（４１８）将驱动放大级和末级放大级连接在一起。根据所需要的运行模式可将适当的驱动放大器耦合到一个合适的末级放大器上而在多个频带之一中对模拟或数字射频（ＲＦ）信号进行最有效的放大。一个双通匹配电路（４３０）耦合到线性模式末级放大器（４０４）上以产生阻抗匹配使Ｄ－ＡＭＰＳ（８００ＭＨｚ频带）和ＰＣＳ（１９００ＭＨｚ频带）的数字信号相分离。一个功率阻抗匹配电路（４４０）耦合到饱和模式末级放大器的输出上。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关的申请本申请是于1997年7月3日申请的系列号为No.08/888,168的未决美国专利申请(代理卷号EUS00502)和于1997年9月29日申请的系列号为No.08/939,870的未决美国专利申请(代理卷号EUS00806)的部分继续申请，上述专利申请均转让给了本申请的受让人，因此，上述专利申请在此引作参考。
技术介绍
1.专利
本专利技术通常涉及功率放大器，特别是双频带、双模式功率放大器。2.对相关技术的描述在美国，联邦通信委员会(FCC)按照许可方案已颁发了蜂窝通信运行许可证，所述许可方案将全国分为地理上的业务市场。蜂窝通信许可证最初允许的射频(RF)区在800MHz的范围内。在美国，大部分800MHz蜂窝式电话系统利用高级移动电话业务(AMPS)模拟空中接口标准。后来又发展且执行了新一代800MHz频带空中接口标准即已知的D-AMPS。D-AMPS标准包括数字式和模拟式蜂窝通讯。因此，目前在美国存在以800MHz运行的模拟(AMPS)式和数字式(D-AMPS)蜂窝电话网络。随着对蜂窝业务要求的提高，在“个人通讯业务”或PCS这个“遮盖伞”下，现在已发展了对声音、数据、传真和文字信息进行有效数字通讯的多种数字式空中接口标准。在1900MHz频率范围内，在美国正在使用的PCS系统为如基于GSMTDMA(时分多址)或IS-95CDMA(码分多址)空中接口标准的系统。同时，存在的800MHz蜂窝系统也继续运行。这样，目前在美国运用800MHz的模拟和数字式蜂窝系统及1900MHz的数字式PCS系统。希望从在800MHz运行的系统和在1900MHz运行的系统获取服务的移动用户必须分别利用可在蜂窝即800MHz频带和在PCS即1900MHz频带内运行的两种不同的移动式收发器，或者，优选利用可在两种频带范围内接收和发送RF(射频)信号的一个单个的“双频带”移动式收发器。此外，希望利用模拟和数字系统进行通讯的用户必须再利用两种不同的移动式收发器或最好利用单个“双模式”收发器。理想的情况为一台移动式收发器就可进行双模式和双频带操作而为用户提供最大的灵活性和功能。但是，这样就产生了一个问题即在移动式收发器中应用的功率放大器需进行特别优化以应用于特殊的频带(即PCS或AMPS)和特殊的模式(即模拟式或数字式)。这个问题体现在两种方式中即一个是阻抗匹配的问题，一个是放大器的偏置问题。为得到最大的效率，在传送之前，放大器输出端的阻抗必须与双工器/双通器的阻抗相匹配。但是，匹配电路的阻抗是以运行的频率为基础的。这样，为与在800MHz运行的放大器的阻抗相匹配而优化的常用匹配电路通常不能很好地与在1900MHz运行的相同放大器的阻抗相匹配。此外，放大器的阻抗依赖于运行的模式。因此，为与在AMPS模式中以800MHz运行的放大器的阻抗相匹配而优化的常用匹配电路不能充分地与在D-AMPS模式中以800MHz运行的相同放大器的阻抗相匹配。由于放大器的效率而引起的偏置问题依赖于放大器的运行模式或类别，放大器的运行模式或类别是由所用的调制技术决定的。特别地，模拟通讯系统使用已知的调频(FM)技术就将模拟信息调制到载运信号上，而数字通讯系统采用数字式调制方式例如π/4 DQPSK(四相差分相移键控)调制方式。利用调频传送的信号通过一个偏置的功率放大器进行最有效地放大且在非线性或饱和模式下运行。相反，利用π/4DQPSK(四相差分移相键控)调制方式传送的信号通过一个偏置的功率放大器进行最有效地放大且在线性模式下运行。对这些问题的一种可能的解决方案就是如图1所示，对高频带(1900MHz)运行和低频带(800MHz)运行均提供一个独立的放大器链。但是，这种方案比较昂贵、冗余和浪费。此外，由于低频带放大器必须对数字信号和模拟信号进行放大，因此，低频带放大器的偏置问题仍然存在。在具有单个放大器链的收发器中，对于阻抗匹配问题的一种可能的解决方案为提供一种在其输出端具有独立且可转接的高通和低通匹配网的放大器。但是，开关必须可控制较高的功率，这就需要一个较大且成本较高的开关。此外，在800MHz的匹配也必须是一种混合匹配，这样，就引起了模拟模式中的效率损失。对阻抗匹配问题的另一种解决方案就是提供一种宽频带功率匹配电路，这种宽频带功率匹配电路可覆盖所需频带且在传送频带时具有峰值。但是，当所需的匹配频率相差一个或多个倍频及每个频带中的所需带宽较窄时，这种构造易浪费带宽。费诺极值(Fano’s Limit)显示出当存在一个电抗元件(如晶体管的漏极-源极电容)时，对宽带匹配就会产生一个物理性限制。在具有单一放大器链的收发器中，虽然阻抗匹配仍为常数，但现有技术中对阻抗匹配问题的解决方案通过提供单独的偏置电平来解决偏置问题。如果利用单个放大器对模拟信号和数字信号进行放大，必须对放大器进行偏置而只能满足线性要求同时尽量保持模拟效率。这种结构是无效的。随着无线电话的小型化，对功率消耗的要求也变得严格起来，这种无效的运行不是人们所需要的。因此，在该领域中就需要一种既可在800MHz和1900MHz系统中有效运行又可在模拟和数字式系统中有效运行的功率放大器。这种双频带、双模式的功率放大器最好为上述问题提供一种综合的有效解决方案。专利技术概述本专利技术的一个目的是为无线电收发器提供一种功率放大电路以对线性或饱和运行模式中的RF(射频)信号进行有效放大。本专利技术的另一个目的是提供一种功率放大电路以对多个频带或频率范围中的RF(射频)信号进行有效放大。本专利技术的另一个目的为提供一种双频带、双模式功率放大电路，这种放大电路可选择性地被置于线性运行模式中以对DQPSK调制信号进行放大及置于饱和运行模式中而对调频信号进行放大。本专利技术的上述及其它目的是在一个具有驱动放大级的功率放大电路中实现的，所述驱动放大级具有一个低频驱动放大器和一个高频驱动放大器。末级放大级包括一个用于放大数字式调制信号的线性模式放大器和一个用于放大调频(模拟)信号的饱和(非线性)模式放大器。一个转接网络将驱动放大级和末级放大级连接在一起。根据所需要的运行模式而可将适当的驱动放大器耦合到合适的末级放大器上，从而对多种频带之一中的模拟或数字射频(RF)信号进行最有效地放大。将一个双通匹配电路安装到线性模式末级放大器上进行阻抗匹配及使D-AMPS(800MHz频带)和PCS(1900MHz频带)的数字信号相分离。将一个功率阻抗匹配电路耦合到饱和模式末级放大器的输出端。放大电路包括分别与无线电话的数字式和模拟运行模式相对应而选择性地将放大电路置于线性模式或饱和模式的装置。在线性模式或数字模式中，将线性末级放大器偏置在on状态，而可将饱和模式放大器偏置于off状态。同样，在饱和或模拟运行模式中，将饱和模式末级放大器偏置在on状态，而可将线性放大器偏置于off状态。当将放大电路选择性地分别置于线性模式或饱和模式时，放大电路可包括选择性地将第一双通匹配电路的输出端或低通匹配电路的输出端耦合到输出线上的装置。参考附图并通过下文中的详细描述将使本专利技术的这些目的和其他目的以及特征和优点变得更加明确，在附图中相同的标号指示相同的元件。 附图说明图1所示为现有技术中的一种已知双放大器链结构的示意图。图2所示为用于双频带运行而具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对放大射频（ＲＦ）信号进行放大的功率放大电路，所述功率放大电路可选择性地在线性模式或非线性模式下运行，且可选择性地运行以对第一频带中或第二频带中的射频（ＲＦ）信号进行放大，其特征在于该功率放大电路包括：一个第一驱动放大器（４０２ ）用于对第一频带中的射频（ＲＦ）信号进行放大；第一和第二末级放大器（４０４，４１４）；与所述第一末级放大器（４０４）相耦合的一个双通匹配电路（４３０）；一个转接网络（４１８），与所述放大电路分别被置于线性或非线性运行模式中相对应 ，该转接网络选择性地分别将所述第一驱动放大器（４０２）耦合到第一和第二末级放大器（４０４，４１４）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：RD贝施，RC梅多斯，
申请(专利权)人：艾利森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]