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，包括第一相位调整器，第一功率放大器、第二功率放大器和第二相位调整器，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。实验显示，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射频功率放大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P11,射频输出端口P12、功率放大器PA11、功率放大器PA11的电源SRC11、电容器C11、C12和电感器L11组成的输入匹配网络，以及电感器L12、L13和电容器C13、C14、C15组成的输出匹配网络。输入匹配网络的作用是将射频输入端口P11的预设阻抗值(例如，50欧姆)(点1)匹配到功率放大器PA11的输入阻抗点(点2)，输出匹配网络的作用是将射频输出端口P12的预设阻抗值(例如，50欧姆)(点6)分级匹配到(点5和点4)最后匹配到功率放大器PA11的输出阻抗点(点3)。其中，功率放大器PA11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相位调整器分别对对射频信号进行相位调整、信号拆分和相位恢复、信号合并，能够有效提高射频功率放大器的线性功率。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，包括第一相位调整器，第一功率放大器、第二功率放大器和第二相位调整器，其中：所述第一相位调整器包括第一电容器、第二电容器、第一电感器和第二电感器，所述第一电容器的第一端和所述第二电感器的第一端以及所述第一功率放大器的基极连接，所述第一电容器的第二端和所述第一电感器的第一端连接，用于接收输入的射频信号，所述第一电感器的第二端和所述第二电容器的第一端以及所述第二功率放大器的基极连接，所述第二电容器的第二端和所述第二电感器的第二端均接地；所述第二相位调整器包括第三电感器、第四电感器、第三电容器和第四电容器，所述第三电感器的第一端与所述第一功率放大器的发射极以及所述第四电容器的第一端连接，所述第三电感器的第二端与所述第三电容器的第一端均接地，所述第三电容器的第二端与所述第二功率放大器的发射极以及所述第四电感器的第一端连接，所述第四电感器的第二端与所述第四电容器的第二端连接。根据本专利技术的第二个方面，提供一种利用如权利要求1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：所述第一相位调整器接收输入的射频信号，并将所述输入的射频信号分为第一路信号与第二路信号，其中，所述第一路信号与所述第二路信号相位相差180°；所述第一功率放大器接收所述第一路信号，并将所述第一路信号进行放大处理，得到经处理的第一路信号；所述第二功率放大器接收所述第二路信号，并将所述第二路信号进行放大处理，得到经处理的第二路信号；所述第二相位调整器接收所述经处理的第一路信号和所述经处理的第二路信号，将所述经处理的第一路信号和所述经处理的第二路信号的相位调整为一致并合并，得到合并后的信号并输出。实验显示，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。图4是根据本专利技术又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相位调整器分别对对射频信号进行相位调整、信号拆分和相位恢复、信号合并，能够有效提高射频功率放大器的线性功率。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输入端口P21,射频输出端口P22、第一功率放大器PA21、第一功率放大器PA21的电源SRC21、第二功率放大器PA22、第二功率放大器PA22的电源SRC22，其中，电源SRC21和电源SRC22的电压均为Vdc＝4.2V。第一功率放大器PA21和第二功率放大器PA22的集电极分别与电源SRC21和电源SRC22连接。射频功率放大装置还包括第一相位调整器A21和第二相位调整器A22。如图2所示，第一相位调整器A21包括第一电容器C21、第二电容器C22、第一电感器L21和第二电感器L22，所述第一电容器C21的第一端和所述第二电感器L22的第一端以及所述第一功率放大器PA21的基极连接，所述第一电容器C21的第二端和所述第一电感器L21的第一端连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于5G-NR频段的射频功率放大装置，包括第一相位调整器，第一功率放大器、第二功率放大器和第二相位调整器，其中：/n所述第一相位调整器包括第一电容器、第二电容器、第一电感器和第二电感器，所述第一电容器的第一端和所述第二电感器的第一端以及所述第一功率放大器的基极连接，所述第一电容器的第二端和所述第一电感器的第一端连接，用于接收输入的射频信号，所述第一电感器的第二端和所述第二电容器的第一端以及所述第二功率放大器的基极连接，所述第二电容器的第二端和所述第二电感器的第二端均接地；/n所述第二相位调整器包括第三电感器、第四电感器、第三电容器和第四电容器，所述第三电感器的第一端与所述第一功率放大器的发射极以及所述第四电容器的第一端连接，所述第三电感器的第二端与所述第三电容器的第一端均接地，所述第三电容器的第二端与所述第二功率放大器的发射极以及所述第四电感器的第一端连接，所述第四电感器的第二端与所述第四电容器的第二端连接。/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，包括第一相位调整器，第一功率放大器、第二功率放大器和第二相位调整器，其中：
所述第一相位调整器包括第一电容器、第二电容器、第一电感器和第二电感器，所述第一电容器的第一端和所述第二电感器的第一端以及所述第一功率放大器的基极连接，所述第一电容器的第二端和所述第一电感器的第一端连接，用于接收输入的射频信号，所述第一电感器的第二端和所述第二电容器的第一端以及所述第二功率放大器的基极连接，所述第二电容器的第二端和所述第二电感器的第二端均接地；
所述第二相位调整器包括第三电感器、第四电感器、第三电容器和第四电容器，所述第三电感器的第一端与所述第一功率放大器的发射极以及所述第四电容器的第一端连接，所述第三电感器的第二端与所述第三电容器的第一端均接地，所述第三电容器的第二端与所述第二功率放大器的发射极以及所述第四电感器的第一端连接，所述第四电感器的第二端与所述第四电容器的第二端连接。


2.如权利要求1所述的射频功率放大装置，还包括第一匹配电路和第二匹配电路，其中，所示第一匹配电路包括第五电容器和第五电感器，所述第二匹配电路包括第六电容器和第六电感器，其中，所述第五电容器的第一端与所述第一功率放大器的发射极相连，所述第五电容器的第二端与所述第五电感器的第一端、所述第三电感器的第一端以及所述第四电容器的第一端连接，所述第五电感器的第二端接地；所述第六电容器的第一端与所述第二功率放大器的发射极相连，所述第六电容器的第二端与所述第六电感器的第一端、所述第三电容器的第二端以及所述第四电感器的第一端连接，所述第六电感器的第二端接地。


3.如权利要求1或2所述的射频功率放大装置，还包括第三匹配电路，其中，所述第三匹配电路包括第七电容器和第七电感器，所述第七电感器的第一端与所述第四电感器的第二端以及所述第四电容器的第二端连接，所述第七电感器的第二端与所述第七电容器的第一端连接，所述第七电容器的第二端接地。


4.如权利要求1所述的...

【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