用于5G-NR频段的射频功率放大装置和射频功率放大方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于5G‑NR频段的射频功率放大装置，包括第一巴伦，第一组功率放大器、第二组功率放大器和第二巴伦，用于对射频信号进行放大。本发明专利技术还涉及一种用于5G‑NR频段的射频功率放大方法。通过本发明专利技术的用于5G‑NR频段的射频功率放大装置和方法，能够以更高的集成度实现对射频功率的放大，并且实验显示，根据该装置和方法可以有效提高射频功率放大器的线性功率2.5dB，从而达到5G‑NR的系统要求。

RF power amplification device and method for 5g-nr band

【技术实现步骤摘要】
用于5G-NR频段的射频功率放大装置和射频功率放大方法
本专利技术属于无线通信
，特别是涉及用于5G-NR频段的射频功率放大装置和射频功率放大方法。
技术介绍
5G-NR(5th-GenerationNewRadio，5G新空口)是基于OFDM的全新空口设计的全球性5G标准，也是下一代非常重要的蜂窝移动技术基础，5G技术将实现超低时延、高可靠性。5G网络的一个主要有点在于，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10Gbit/s，比当前的有线互联网要快，比先前的4GLTE(LongTermEvolution，长期演进)蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟(更快的响应时间)，低于1毫秒，而4G为30-70毫秒。5G-NR采用了超宽的射频传输带宽，在N41频段可以达到100MHz是传统4G带宽的10倍。为了使射频功率放大器在5G-NR应用中为了实现如此高带宽下有效传输信号，必须进一步提高射频功率放大器的线性功率。图1是现有技术中射频功率放大装置的结构示意图。在图1中，射频功率放大装置包括射频输入端口P1,射频输出端口P2、第一级功率放大器PA1、第二级功率放大器PA2、第三级功率放大器PA3、第一级功率放大器PA1的电源SRC1、第二级功率放大器PA2的电源SRC2、第三级功率放大器PA3的电源SRC3、电感L1和L2以及电容器C1和C2,其中，电感L1和L2以及电容器C1和C2组成输出阻抗匹配网络，第一级功率放大器PA1、第二级功率放大器PA2和第三级功率放大器PA3可以是目前通用的放大器，例如，μA741、LM358、LM324等。目前，针对5G-NR系统的功率放大器是在常规的功率放大器电路设计上，通过减小输出匹配阻抗点和提高功率放大器供电电压来提高功率放大器的线性度以满足5G-NR的线性度要求。减小输出阻抗匹配点的会让功率放大器的输出带宽变窄无法满足整个带宽的线性度要求。提高功率放大器的供电电压一方面会增加整个功率放大器的功耗，另外一个方面会降低整个功率放大器的可靠性，在高电压下，功率放大器更加容易损坏。可见，现有技术中常规的减小输出匹配阻抗点和提高功率放大器供电电压的设计，提高线性功率十分有限，而且提高功率后因为发热加剧，可靠性有所下降，无法达到5G-NR系统的要求。所以，研发一种新的射频功率放大装置来提升线性功率已经迫在眉睫。
技术实现思路
因此，我们提出一种用于5G-NR频段的射频功率放大装置和射频功率放大方法，对于射频功率放大装置的任一级放大电路采用两个巴伦分别对射频信号进行拆分和合并，无需输出阻抗匹配网络，且两个巴伦的尺寸量级为几百个微米，可以分别置于芯片以及基板上，从而使得所形成的功率放大装置具有更高的集成度。根据本专利技术的第一个方面，提供一种用于5G-NR频段的射频功率放大装置，包括第一巴伦，第一组功率放大器、第二组功率放大器和第二巴伦，其中：所述第一巴伦包括第一电感线圈和第二电感线圈，所述第一电感线圈的第一端接电源，所述第一电感线圈的第二端接输入的射频信号；所述第二电感线圈的第一端和第二端分别连接所述第一组功率放大器和所述第二组功率放大器，所述第二电感线圈的中点接地；所述第二巴伦包括第三电感线圈和第四电感线圈，所述第三电感线圈的第一端连接所述第一组功率放大器，所述第三电感线圈的第二端连接所述第二组功率放大器，所述第三电感线圈的中点接电源；所述第四电感线圈的第一端接地，所述第四电感线圈的第二端输出经处理的射频信号。根据本专利技术的第二个方面，提供一种利用如第一方面所述的射频功率放大装置实施的射频功率放大的方法，包括：所述第一电感线圈的第二端接收输入的射频信号；所述第一巴伦将所述射频信号拆分为第一射频信号和第二射频信号；所述第一组功率放大器和所述第二组功率放大器分别对所述第一射频信号和所述第二射频信号进行放大，获得经放大的第一射频信号和经放大的第二射频信号；所述第三电感线圈的第一端和所述第三电感线圈的第二端分别接收所述经放大的第一射频信号和所述经放大的第二射频信号；所述第二巴伦将所述经放大的第一射频信号和所述经放大的第二射频信号合并为经处理的射频信号，并通过所述第四电感线圈的第二端输出。通过本专利技术的用于5G-NR频段的射频功率放大装置和射频功率放大方法，能够以更高的集成度实现对射频功率的放大，并且实验显示，根据该装置和方法可以有效提高射频功率放大器的线性功率2.5dB，从而达到5G-NR的系统要求。附图说明为进一步清楚解释本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本专利技术加以限制。在下面的附图中：图1是现有技术中射频功率放大装置的结构示意图。图2是根据本专利技术实施例的射频功率放大装置的结构示意图。图3是根据本专利技术另一个实施例的射频功率放大装置的结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实施例来说明本专利技术所公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本专利技术的优点与效果。本专利技术可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本专利技术的构思下进行各种修改与变更。另外，本专利技术的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本专利技术的相关
技术实现思路
，但所公开的内容并非用以限制本专利技术的保护范围。根据本专利技术的一个方面，提出一种用于5G-NR频段的射频功率放大装置，对于射频功率放大装置的任一级放大电路采用两个巴伦分别对射频信号进行拆分和合并，无需输出阻抗匹配网络，且两个巴伦的尺寸量级为几百个微米，可以分别置于芯片以及基板上，从而使得所形成的功率放大装置具有更高的集成度。图2是根据本专利技术实施例的射频功率放大装置的结构示意图。如图2所示，射频功率放大装置包括射频信号输入端RFin、射频信号输出端RFout、电源Vcc以及信号放大组件1。如图2所示，信号放大组件1包括第一巴伦11，第一组功率放大器1-1、第二组功率放大器1-2和第二巴伦12，其中：其中，巴伦是平衡-不平衡转换器。所述第一巴伦11包括第一电感线圈111和第二电感线圈112，所述第一电感线圈111的第一端111-1接电源Vcc，所述第一电感线圈111的第二端111-2接输入的射频信号；所述第二电感线圈112的第一端112-1和第二端112-2分别连接所述第一组功率放大器1-1和所述第二组功率放大器1-2，所述第二电感线圈112中间的点接地；所述第二巴伦12包括第三电感线圈121和第四电感线圈122，所述第三电感线圈121的第一端121-1连接所述第一组功率放大器1-1，所述第三电感线圈121的第二端121-2连接所述第二组功率放大器1-2，所述第三电感线圈121中间的点接电源Vcc；所述第四电感线圈122的第一端122-1接地，所述第四电感线圈122的第二端122-2输出经处理的射频信号。需要说明的是，第二电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于5G-NR频段的射频功率放大装置，包括第一巴伦、第一组功率放大器、第二组功率放大器和第二巴伦，其中：/n所述第一巴伦包括第一电感线圈和第二电感线圈，所述第一电感线圈的第一端接电源，所述第一电感线圈的第二端接输入的射频信号；所述第二电感线圈的第一端和第二端分别连接所述第一组功率放大器和所述第二组功率放大器，所述第二电感线圈中间一点接地；/n所述第二巴伦包括第三电感线圈和第四电感线圈，所述第三电感线圈的第一端连接所述第一组功率放大器，所述第三电感线圈的第二端连接所述第二组功率放大器，所述第三电感线圈中间一点接电源；所述第四电感线圈的第一端接地，所述第四电感线圈的第二端输出经处理的射频信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于5G-NR频段的射频功率放大装置，包括第一巴伦、第一组功率放大器、第二组功率放大器和第二巴伦，其中：
所述第一巴伦包括第一电感线圈和第二电感线圈，所述第一电感线圈的第一端接电源，所述第一电感线圈的第二端接输入的射频信号；所述第二电感线圈的第一端和第二端分别连接所述第一组功率放大器和所述第二组功率放大器，所述第二电感线圈中间一点接地；
所述第二巴伦包括第三电感线圈和第四电感线圈，所述第三电感线圈的第一端连接所述第一组功率放大器，所述第三电感线圈的第二端连接所述第二组功率放大器，所述第三电感线圈中间一点接电源；所述第四电感线圈的第一端接地，所述第四电感线圈的第二端输出经处理的射频信号。


2.如权利要求1所述的射频功率放大装置，其中，所述第一组功率放大器和所述第二组功率放大器分别包括一个功率放大器或多个串联的功率放大器。


3.如权利要求1所述的射频功率放大装置，还包括第三组功率放大器，所述第三组功率放大器与所述第一电感线圈的第二端连接。


4.如权利要求3所述的射频功率放大装置，其中，所述第三组功率放大器包括一个功率放大器或多个串联的功率放大器。


5.如权利要求1或3所述的射频功率放大装置，还包括第四组功率放大器，所述第四组功率放大器与所述第四电感线圈的第二端连接。


6.如权利要求5所述的射频...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵罡，龙华，
申请(专利权)人：深圳飞骧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44